1. 摘要 tpGCrn2w>
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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。 <]'|$8&jY
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2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 h1-Gp3#
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单光栅分析 cJ/4Gl
−通过主窗口“光栅”菜单,可以进入仅针对光栅的特殊评估环境。
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−它有助于分析和可视化光栅的衍射特性,例如衍射角度和效率。 ST%
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系统内的光栅建模 GFt1
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−在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 _r5wF(Y?7
−这样可以对系统内的光栅进行建模,从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。 .1{l[[= W
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两种建模方法通常可以一起使用,如先优化光栅结构本身,然后将其插入系统。 3HKxYvc C
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3. 系统中的光栅对准 9rS,?
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安装光栅堆栈 \HD-vINV;
−为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。 I*(1.%:m
−参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 x=vK
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堆栈方向 5{>>,pP&
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 l?<q
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安装光栅堆栈 ZMJ3NN]F
- 为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。 ? oc+ 1e
- 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 F^miq^K=
堆栈方向 Z)5klg$c
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 ?b"Vj+1:x
- 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 b|6 !EGh
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横向位置 3A d*,>!
−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。 Rf?%Tv0\
−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。 PF67z]<o
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 7jT#BWt
在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 zsQF,7/}B
通过组件定位选项。 [aHlu[,
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4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 "*t6t4/Q
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单光栅分析 80HEAv,O
- 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 0JyqCbl
系统内的光栅建模 @2?=3Wf
- 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。 RyE_|]I62u
- 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。 }H; ]k-)
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 hwp/jO:7\
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5. 光栅级次通道选择 $82zy q
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方向 dX0x
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- 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 :/~_sJt C
衍射级次选择 gkLr]zv
- 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 h~:H?pj3g
- 并非总是需要考虑所有衍射级,建议仅使用感兴趣的衍射级。 g&P9UW>qS
备注 TD%WJ9K\
- 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 [:B W+6
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6. 光栅的角度响应 L^&do98
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衍射特性的相关性 jD<9=B(g
- 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 ,~iFEaV+
- 对于不同的波长/偏振,衍射效率也不同,并且对于不同的入射角,衍射效率也不相同。 2AmR(vVa"
- 为了解决与角度有关的衍射行为,可能需要指定k域中的采样点(等效于角度空间) RBPYGu'6B
- 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 u"eZa!#
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示例#1:光栅物体的成像 5t TLMZ `o
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1. 摘要 4U:DJ_GN
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→ 查看完整应用使用案例 zC[i <'h!T
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2. 光栅配置与对准 S`iM.;|`O
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3. 光栅级次通道的选择 rAtai}Lx
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示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 (8+.#1!*
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1. 光栅配置和对准 8s\8`2=
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→ 查看完整应用使用案例 KBp!zSl
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2. 基底处理 !]n{l_5r
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3. 谐振波导光栅的角响应 9J't[(
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4. 谐振波导光栅的角响应 x0N-[//YV
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示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 AIIBd
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1. 用于超短脉冲的光栅 r? 6Z1
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→ 查看完整应用使用案例 80R=r
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2. 设计和建模流程 [W8iM7D
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3. 在不同的系统中光栅的交换 l yLK$B?/
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