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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UtZ,q!sg T<AT&4 2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 {28|LwmL 4=zs& 单光栅分析
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−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。
%bW_,b −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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MmuT~d/ 系统内的光栅建模
wX$:NOO jc}G+|` −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。
qQ&uU7,# −这样可以对系统内的光栅进行建模,从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。
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nwRltK :2 ;Jo^6Se 两种建模方法通常可以一起使用,如先
优化光栅
结构本身,然后将其插入系统。
IK~&`n](> +6m.f,14q 3. 系统中的光栅对准 i!wU8@ Q?{%c[s /7Q|D sa 安装光栅堆栈
=OVDJ0ozZ −为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。
6 SSDc/ −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。
FR&`R 堆栈方向
!3ggQG!e −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈
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=bVPHrKNQ `?Rq44= (~T*yH ~ 安装光栅堆栈- 为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。
t^t% >9o - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 堆栈方向
XR5KJl - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。- 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。
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ad 横向位置
*6uccx7{ −对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时,必须考虑光栅的横向位置。
WzMYRKZ −例如,
激光束(紧密地)聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上,效果可能会大不相同。
FhE{khc# −光栅的横向位置可通过一下选项调节
~6vz2DuB= 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或
M>Q]{/V7T 通过组件定位选项。
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!_S>ER 4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 {K(mfTqm `]Bb0h1![ s6H'}[E< 单光栅分析
,Z.sGv - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。
2[E wN!IZ 系统内的光栅建模
?b7\m":' - 但是,任何现实的光栅结构都放置在基底上,使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。
rS8a/d~;0 - 平面建模考虑了菲涅耳损耗,但不与光栅叠层的FMM计算耦合。
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)0hsQs - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。
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m5\U 5. 光栅级次通道选择 lame/B&nc Z$oy;j99y |<%!9Z 方向
1uF$$E6[ - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。
}D/+YG 衍射级次选择
jDzQw>TX - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。
voWH.[n^_ - 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。
"kg`TJf= 备注
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QdC - 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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yNu_>!Cp5 *zfgO pK 6. 光栅的角度响应 P
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01$ Cu"Cpt[ Bx\&7|,x 衍射特性的相关性
5*0zI\ - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。
,'#TdLe - 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。
qsj{0 Go - 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)
m 2H4V+M+ - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。
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ecaA 示例#1:光栅物体的成像 ZbnAAbfKH qY_qS=H^ 1. 摘要 J0G@]H
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<}a?<):S O"m7r ds 'uPAG;)m XN<SKW(H3 A2
l?F 2. 光栅配置与对准 s.3"2waZ=T !oLn=
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|OQ]F /qpSmRL 3. 光栅级次通道的选择 p8Vqy-:
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-Cf)`/ V^~RDOSy7n 示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 q?,PFvs" \i.]-k 1. 光栅配置和对准 /\J0)V
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yR[6s#F/h .qBc;u !pU$'1D *_V+K 2. 基底处理 *7mlH
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2a d|v] EOPx4+o 3. 谐振波导光栅的角响应 .jrNi=BP*
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/A_:`MAZ R >x d*A 4. 谐振波导光栅的角响应 )e(<YST
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*&U~Io"U aNbS0R>l 示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 dPUe5k)G_ y6(PG:L 1. 用于超短脉冲的光栅 h5?^MRZS
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HoI6(t :!gNOR6Lh 2. 设计和建模流程 /t5)&
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2mLZ4r>WE *-VRkS-G 3. 在不同的系统中光栅的交换 ^[<BMk
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