光栅是当前
光学中最常用的衍射光学元件。如今已常用于复杂
光学系统,与其他组件协同作用。因此,迫切需要对系统内部的光栅进行分析,从而评估系统的性能。我们将通过实例说明如何在VirtualLab Fusion对系统中的光栅建模。并将对光栅的对准、光栅级次通道设置以及光栅角度响应等问题进行讨论。
>qS2ha XImX1GH
\OE,(9T2P. 3<O=,F 2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 L};P*{q2Z aJLc&o 8Yg 单光栅分析
&t,"k'p −通过主窗口“光栅”菜单,可以进入仅针对光栅的特殊评估环境。
;pt.)5 −它有助于分析和可视化光栅的衍射特性,例如衍射角度和效率。
A_g\Fa[jG i6P'_
^;'FC vd 系统内的光栅建模
9_xrw:4
e(H{C −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。
h{ T{3 −这样可以对系统内的光栅进行建模,从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。
]ONBr(M\ &$yDnSt\
SZD7"m4 rEwd76? 两种建模方法通常可以一起使用,如先
优化光栅
结构本身,然后将其插入系统。
95mwDHbA {[~dI ~ 3. 系统中的光栅对准 6
\}.l $6]1T> :u`gjj$:s 安装光栅堆栈
dlH&8 −为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。
5}TTf2&Xo# −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。
"#P#;]\ ` 堆栈方向
0-:dzf −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈
?tkl
cYB [&sabM`Ul
H"c2kno9 M^{=& Uc9hv? 安装光栅堆栈- 为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。
C6A!JegU - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 堆栈方向
YBL.R;^v - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。- 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。
LcTTfb+< 0IyT(1hS
r0s(MyI DfX~}km }b^x#HC 横向位置
1L%$\0B4hm −对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时,必须考虑光栅的横向位置。
#xw3a<z ?u −例如,
激光束(紧密地)聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上,效果可能会大不相同。
gI00@p:m −光栅的横向位置可通过一下选项调节
q;.LK8M 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或
B\tm 通过组件定位选项。
63QF1*gPH Fg0!2MKq*
N!./u(b 4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 oG\lejO W9;9\k UAGh2?q2 单光栅分析
jS)YYk5 - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。
]IH1_?HgP7 系统内的光栅建模
C(vQR~_ - 但是,任何现实的光栅结构都放置在基底上,使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。
fo~>y - 平面建模考虑了菲涅耳损耗,但不与光栅叠层的FMM计算耦合。
<8^ws90Y - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。
\46*4?pP K^IB1U$
EFv^uve #u3E{NB 5. 光栅级次通道选择 Bm 4$ Sa@T#%oU N]-skz<v 方向
K5F;/KR" - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。
(9b%'@A@m 衍射级次选择
-/:K.SY, - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。
.yHi"ss3 - 并非总是需要考虑所有衍射级,建议仅使用感兴趣的衍射级。
.\:MB7p 备注
e/x6{~ju^N - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响
i:Gyi([C DGg1TUE
^%0^DN F`1J&S;C 6. 光栅的角度响应 |uI~}pSG c]"w0a-`^@ z
pDc~ebh 衍射特性的相关性
i(kx'ua? - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。
_{n4jdw%( - 对于不同的波长/偏振,衍射效率也不同,并且对于不同的入射角,衍射效率也不相同。
]|u7P{Z"R - 为了解决与角度有关的衍射行为,可能需要指定k域中的采样点(等效于角度空间)
~V0 GRPnI - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。
'K\H$<CJ LI<Emez
Gd$!xN%O sFHqLG{/ 示例#1:光栅物体的成像 FL b <
<F 1. 摘要 7=s0Pm
"{kE#`c6<n
f4VdH#eng` (M<l}pl) cj[x%eK> ZQn>+c2%! Ibx\k
2. 光栅配置与对准 WVz2 b zj nJ$2RN
a^_W}gzzd
nm_4E8&X
wPq9`9 #
Z?'?|vM *j=58d`n 3. 光栅级次通道的选择 ""Oir!4
D&i,`j
|oSqy rjj_]1?K 示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 bjI3xAs~ nM *}VI 1. 光栅配置和对准 }^VikT]>1
KzQFG)q ,
lM#,i\8Q ,v`03?8l( #XG3{MGX[ hQ@#h`lS 2. 基底处理 PHJHW#sv
P1)87P
d[ _@l
lnK 3. 谐振波导光栅的角响应 Jfo'iNOu
sLFZ61rT
mwsdl^c ; 6PRi/@ 4. 谐振波导光栅的角响应 u,{R,hTDS
j\zlp
|Y?<58[!) TL)7X.1'L 示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 {:3:GdM6 U| ?68B3 1. 用于超短脉冲的光栅 y4$$*oai&
B/o8r4[80
FnI}N;"
2-jXj9kp`
KN"u PW
6b$C/ 2 |JEGyDS- 2. 设计和建模流程 q+2A>:|
/W .G-|:
!0P:G#o-$ m )rVzL 3. 在不同的系统中光栅的交换 qkz|r?R)
q2'}S
A/
)l.uj