1. 摘要 sq_
f[!
d%iMjY`~[g
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。 q%nWBmPZ~y
z hS\|tI
6:H@=fEv
f|u!?NGl
2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 :AL
nm0d
{$Qw]?Yv
单光栅分析 hDCR>G
−通过主窗口“光栅”菜单,可以进入仅针对光栅的特殊评估环境。 ^]K_k7`I
−它有助于分析和可视化光栅的衍射特性,例如衍射角度和效率。 alyWp
Dc
U$sf*
L^dF
)y?
系统内的光栅建模 O.i.<VD7
C-&\qAo?<:
−在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 DKR2b`J
−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。 Q/I/>6M7UZ
D/v?nW
ta%yQd7
#V@[<S2
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。 ;tlvf?0!
05Ak[OOU>
3. 系统中的光栅对准 w=,bF$:fIW
Ch>r.OfP
EjrK.|I0
安装光栅堆栈
(cx
Q<5
−为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。 1
Qln|b8<
−参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 0
*2^joUv
堆栈方向 !Wgi[VB
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 @kd`9Yw
/@ m]@
8u6*;*o
~6DaM!
lxf+$Z`~:
安装光栅堆栈 $i1$nc8
- 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)。 %py3fzg
- 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 W^k95%zBM
堆栈方向 k..AP<hH
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 BlnR{Y
- 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 id+ ~ V
#Pt_<?JtV
3N257]
pLSh
+*F
k'QI`@l&l
横向位置 g8kS}7/
−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。 2u Zb2O
−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。 SMonJ;Y
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 4K5
在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 {>g{+Eq
通过组件定位选项。 rny(8z%Ck-
2)hfYLi
=U'!<w<-
4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 ~[<C6{
7cB/G:{
9:R3+,ZN
单光栅分析 LY-,cXm&|
- 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 "%lIB{
系统内的光栅建模 /z!Tgs4
- 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。 # ~Doz7~
- 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。 0CO@@`~4
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 1J([*)
t'1g+g
$Q"D>Qf{G
F42<9)I
5. 光栅级次通道选择 ulE5lG0c
gFqF&t
,?P< =M
方向 4M#i_.`z
- 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 60;_^v
衍射级次选择 LTxP@pr
- 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 {xx}xib3
- 并非总是需要考虑所有衍射级,建议仅使用感兴趣的衍射级。 |sd G<+
备注 :_}xN!9LA
- 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 _K}q%In
_3(rwD
fV@[S
Idb*,l|<
6. 光栅的角度响应 ? X6M8`
p#).;\M
~| b\1SR
衍射特性的相关性 |.VSw
- 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 FQJiLb._Z
- 对于不同的波长/偏振,衍射效率也不同,并且对于不同的入射角,衍射效率也不相同。 F ei5'
- 为了解决与角度有关的衍射行为,可能需要指定k域中的采样点(等效于角度空间) ( <YBvpt4>
- 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 EB|
iW2'
r4pX47H
tL3R<'
&Ts!#OcB,
示例#1:光栅物体的成像 3m= _a
+j{(NwsX
1. 摘要 b"uO BB
<pfl>Uf
2TUV9Z
U$mDAi$
→ 查看完整应用使用案例 )by7[I0v
md*U
2. 光栅配置与对准 VcGl8~#9
UAPd["`)y
V:w%5'^3
V1B!5N<
w]t'2p-'
WW+xU0
g'KxjjYT,
3. 光栅级次通道的选择 s]%Cz \
~v%6*9
4^uSW&`;/
r[4n2Mys
示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 (IBT|K
0S^&A?$=
1. 光栅配置和对准 D#UuIZ
g!R7CRt%
\?;
`_E`j
YZ5,K6u
→ 查看完整应用使用案例 #m,H1YH
M
]R_R`X?
2. 基底处理 R|n
"aOs#4N
(B>/LsTu
>*RU:X
3. 谐振波导光栅的角响应 K_;vqi^1^&
S7)qq
SK
lvZ
4d`YZNvZW/
4. 谐振波导光栅的角响应 B~w$j/sWU
iqvLu{
*[{j'7*cc
9a=Ll]=\
示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 nd]SI;<
R3~,&ab
1. 用于超短脉冲的光栅 C<
9x\JY%
M@R"-$Z
RNi%6A1
zbmC?2$
→ 查看完整应用使用案例 r }lGcG)
eAf i!!Z<
2. 设计和建模流程 x"{aO6M
$AZYY\1
oT-gZedW(
m<h%BDSzr{
3. 在不同的系统中光栅的交换 SLKplLO
!&{rnK