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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g^26Gb. sZ{Kl\1@ 2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 "!i7U2M' p#HPWW" 单光栅分析
pv+FPB −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。
<T[%03 −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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!T@>Ld: 系统内的光栅建模
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o$Xv −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。
!ge,]@/ −这样可以对系统内的光栅进行建模,从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。
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WZ&/l 65J NDglse 两种建模方法通常可以一起使用,如先
优化光栅
结构本身,然后将其插入系统。
={ c=8G8T l"p%]\tZ 3. 系统中的光栅对准 O66\s q Zk$AAjC& XA5gosq 安装光栅堆栈
e<dFvMO −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)。
=<s+cM −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。
7Av/ZS 堆栈方向
W%hdS<b −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈
E,JDO d} a"&@G=M@d
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=|4S# B 9KY$^J W}EI gVHs 安装光栅堆栈- 为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。
E)o/C(g - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 堆栈方向
Mii-Q`.: - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。- 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。
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Qf0$Z.- SE)_5|k* T5)Xl 'Q 横向位置
{H#1wu^]O$ −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。
2/sD#vC −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。
cv eTrY}g −光栅的横向位置可通过一下选项调节
[Tby+pC 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或
`sQ\j Nu 通过组件定位选项。
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h']RP 4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 E
`Ualai YYr &Jcj w-FZ`OA`D 单光栅分析
GBzC<e# - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。
vnMt>]w-} 系统内的光栅建模
M(HU^?B{' - 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。
*>V6KW - 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。
$"0t 1 - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。
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5.P ^_9 ^iL 5. 光栅级次通道选择 qe4hNFq OYzt>hdH iC?s`c0B 方向
1>jG*tr - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。
2!\y0*}K 衍射级次选择
D$q"k" - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。
C$){H"# - 并非总是需要考虑所有衍射级,建议仅使用感兴趣的衍射级。
bM;yXgorU 备注
Y'i0=w6G - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响
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D%(9ot{!e D@uw[;Xb5 6. 光栅的角度响应 T~cq= i|O @g9j+DcU 7J~6J.m 衍射特性的相关性
;_amgRP7$ - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。
y$r^UjJEO - 对于不同的波长/偏振,衍射效率也不同,并且对于不同的入射角,衍射效率也不相同。
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x6% - 为了解决与角度有关的衍射行为,可能需要指定k域中的采样点(等效于角度空间)
nT` NfN - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。
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N?Mmv| <89@k(\ / 示例#1:光栅物体的成像 1)/B V{n F+*>q 1. 摘要 B/q/sC
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@I\Z2-J L$zT`1Hy g-pDk*|I,Q ]/p0j$Tq$ FI.S?gy0 2. 光栅配置与对准 T~s/@*y9 2n?\tOm(V
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=}\]i* w4'(Y,(` 3. 光栅级次通道的选择 '97)c7E
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>r{3t{ j:"+/5rV8 示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 9r+ `j \-GV8A2:k 1. 光栅配置和对准 .2Q`. o)
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o%h\55 S eG|e1t K+ LoOyqJ, 6Kh:m-E9 2. 基底处理 K).X=2gjY
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si=/=h :|<D(YA 3. 谐振波导光栅的角响应 wC!(STu
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fB1JU1 1(w0*` 4. 谐振波导光栅的角响应 ;s"m*
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)Qy, 示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 X_HR$il =zVbZ7 1. 用于超短脉冲的光栅 j2qDRI
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U( W#H| @WhcY*R2 2. 设计和建模流程 7Yk6C5C
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W} Nd3 &wNN| fH 3. 在不同的系统中光栅的交换 Zx}=c4I(y
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