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。
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O#EqG.L5 &tj0M.- 2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 &RW`W)0; W pN.]x 单光栅分析
_{$fA6C −通过主窗口“光栅”菜单,可以进入仅针对光栅的特殊评估环境。
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U } −它有助于分析和可视化光栅的衍射特性,例如衍射角度和效率。
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HTk\723Rdw 系统内的光栅建模
5/?P|T OxQYNi2 −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。
N*_"8LIfi_ −这样可以对系统内的光栅进行建模,从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。
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]2 两种建模方法通常可以一起使用,如先
优化光栅
结构本身,然后将其插入系统。
CZ(`|;BC* ` 1+%}}!$u 3. 系统中的光栅对准 u,o1{%O : @6mFTV aGK@)&h$ 安装光栅堆栈
-Sz_mr −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)。
Wp[9beI*M −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。
6G of.:"f 堆栈方向
0%<+J;'o −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈
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$UvPo0{ d1]i,C~Y 4h8*mMghs 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)。
wL3,g2- L - 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
<a|@t@R - 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。
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G1d(,4Xp E\M-k\cSj $1Z6\G O 横向位置
A@$kLex −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。
rs]I −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。
}x :f%Z5h −光栅的横向位置可通过一下选项调节
~L{l+jK$p 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或
YGk9b+` 通过组件定位选项。
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8-Me.2K 4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 LFf`K)q M%`\P\A )D/ 6%]O 单光栅分析
nidr\oFUIn - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。
{mTytT 系统内的光栅建模
X`JVR"=4 - 但是,任何现实的光栅结构都放置在基底上,使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。
:O-1rD - 平面建模考虑了菲涅耳损耗,但不与光栅叠层的FMM计算耦合。
F9flSeN - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。
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m3.sVI0I -VT+O+9_A 5. 光栅级次通道选择 gfg n68k {whvTN1#dh Or0O/\D) 方向
'@=PGpRF - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。
X}A'Cg0y 衍射级次选择
)r tomp:X - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。
0-d>I@j - 并非总是需要考虑所有衍射级,建议仅使用感兴趣的衍射级。
UE"GJt`I 备注
ae+*=, - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响
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v)X\GmW7w y2|R.EU\m< 6. 光栅的角度响应 R 94^4I ?cy4&]s `{Tk@A_yd 衍射特性的相关性
K8I$]M - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。
+.yT/y " - 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。
=O$M_1lp - 为了解决与角度有关的衍射行为,可能需要指定k域中的采样点(等效于角度空间)
q_[G1&MC - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。
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quxdG>8 r 2:2,5_ 示例#1:光栅物体的成像 gm"#:< ) ec3<%+0f 1. 摘要 R.9V,R5
YN/}9.
SU.ythU2,c EHf\L {y)s.b~JB X[yNFW}S2W rNDrp@A> 2. 光栅配置与对准 C})'\1O% BMyzjteS+
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|a^U]
Nf41ZT~ @OpNHQat9 3. 光栅级次通道的选择 {Qu"%h.Al
x2Lq=zwJ
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ly, GEUg]nw 示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 07v!Zj %kshQ%P)? 1. 光栅配置和对准 @~td`Z?1y
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]e?x# <S _QOZsEe oXsL9, J9~i%hzr 2. 基底处理 8jlLUG:g
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+kK Ta=s:trP 3. 谐振波导光栅的角响应 *XOJnyC_H
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$tqJ/:I |OO in]5 4. 谐振波导光栅的角响应 DL^o_61
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KL,/2( Y$K!7Kq 示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 |KI UgI n"Veem[_4g 1. 用于超短脉冲的光栅 {y= W6uP
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-7H^n#] G6P)C##ibn 2. 设计和建模流程 @oP_;G
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[ 3\O|ii 3. 在不同的系统中光栅的交换 ^ >x|z.
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