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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%_Z/ [l2ds: 2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 |h; _r& Ol~jq;75 单光栅分析
OA_Bz" −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。
CN$wlhs −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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L+&eY?A 系统内的光栅建模
y[s* %yP3l A@X&dy −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。
m|)Mc VV −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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jcWv&u| $Xf gY1S 两种建模方法通常可以一起使用,如先
优化光栅
结构本身,然后将其插入系统。
L`$MOdF{_ >t,BNsWB 3. 系统中的光栅对准 n'yC- ; w>:~Ev] k#I4^ 安装光栅堆栈
e[HP]$\ −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)。
\)=X=yn2 −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。
yE(> R(^ 堆栈方向
F8J;L](Dq −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈
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Q3M;'m ^gwVh~j )2|'` 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)。
`[<j5(T - 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
5h9`lS2 - 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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!4 4 )=xW aN7VGc ZqHh$QBD
9 横向位置
0Dj<-n{9 −对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时,必须考虑光栅的横向位置。
W2VH? -Gw −例如,
激光束(紧密地)聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上,效果可能会大不相同。
tK3.HvD −光栅的横向位置可通过一下选项调节
)SMS<J 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或
`zNvZm -E 通过组件定位选项。
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Ixhe86-:T 4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 N:j"W,8 S{7*uK3$ }+KSZ, 单光栅分析
m L#-U)?F - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。
@'.(62v 系统内的光栅建模
(Yz EsY - 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。
#%4-zNS - 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。
f?wn;;z` - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。
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I 5. 光栅级次通道选择 KLW#+vZ VC
"66\d& b[<zT[.: 方向
p/|]])2 - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。
12\h| S~ 衍射级次选择
S) /(~ - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。
SomA`y+ERn - 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。
6Y^UC2TBs 备注
!/W[6'M#p - 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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6. 光栅的角度响应 zQJ9V\0 Az29?|e pqmS
w 衍射特性的相关性
RF/I*5 - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。
.lVC>UT - 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。
lwEJ)Bv - 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)
.CI {g2 - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。
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示例#1:光栅物体的成像 8W$uw~|dw lf4V;|!^ 1. 摘要 p._BG80
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:Q[Z %|L+~ = USLG G}R q:4 51 C X{A|{ u= 2. 光栅配置与对准 P;o6rQf SoZ$1$o2
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>e y.7YG Z-3i -( 3. 光栅级次通道的选择 MP/6AAt7=|
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n82N@z<8] KI~BjP\e 示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 *RugVH4 2P9gS[Ub 1. 光栅配置和对准 UxI0Of&:
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l:v:f@M& t(69gF\" @vWf-\ i$HA@S 2. 基底处理 <k)@PAV
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c e`3& 3. 谐振波导光栅的角响应 ^:g8mt
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|:_WdU"Q] MxMrLiqU6l 4. 谐振波导光栅的角响应 jj^{^,z\
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!e?;f=1+E jQjtO"\JG 示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 N yT|=`;
,L ;ueAo 1. 用于超短脉冲的光栅 1<#J[$V
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a1]@&Dr ld58R 2. 设计和建模流程 =C{)i@ +
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90OSe{ nbM[?=WS 3. 在不同的系统中光栅的交换 [gm[mwZ
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