1. 摘要
z;YX2G/{ odcrP\S 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。
V^9%+L+E5 'i/"D8
aC'#H8e|j ,tBc%&.f 2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述
TSL/zTLDJ M@.?l=1X 单光栅分析
gd31d s!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。
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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。
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E&W4`{6K4 系统内的光栅建模
cz>`$Zz !G~\9 −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。
Me,AE^pgL' −这样可以对系统内的光栅进行建模,从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。
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}<P%W~ DGAg#jh 两种建模方法通常可以一起使用,如先
优化光栅
结构本身,然后将其插入系统。
~65lDFY/ N;,N6&veK/ 3. 系统中的光栅对准
xaSiG K)8 m?sf/ @)@hzXQ 安装光栅堆栈
<_Po/a!c3 −为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。
fAR0GOI −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。
bzMs\rj\ 堆栈方向
}5;3c % −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈
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oU~ e| fNi_C"< _{?/4ZhA\+ 安装光栅堆栈
&_c5C - 为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。
G|]39/OO3{ - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。
J
9k~cz 堆栈方向
cm7>%g(oQo - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。
=:'a)o - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。
gI~jf- w Rh#TR"
2KmPZ&r .hXdXY Y{#m=-h 横向位置
F_Mi/pB^`9 −对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时,必须考虑光栅的横向位置。
_52BIrAO2 −例如,
激光束(紧密地)聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上,效果可能会大不相同。
xSHeP`P^X −光栅的横向位置可通过一下选项调节
=}AwA5G 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或
IC7S
+v 通过组件定位选项。
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[I` 6F6 4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理
(PCv4:`g w,FOq?j^k @oL<Ioh 单光栅分析
X[c8P7 - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。
bMw)>4 系统内的光栅建模
PUViTb - 但是,任何现实的光栅结构都放置在基底上,使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。
`5Qo*qx - 平面建模考虑了菲涅耳损耗,但不与光栅叠层的FMM计算耦合。
(yel - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。
8.Ty
,7Z M 9b_Q
3l@={Ts AiO29< 5. 光栅级次通道选择
sf5koe _,4f z( l0$
+)FKd 方向
;0 VE* - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。
S)*eAON9 衍射级次选择
r'q9N - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。
Q4MTedj1H - 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。
93d ht 备注
Q04iuhDO: - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响
1vQj` F nNFZ77lg
|3MqAvPJ K G~fDb 6. 光栅的角度响应
a{6rQ <zK9J?ZQW> z<jWy$Ta; 衍射特性的相关性
i- E~ZfJ - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。
(k..ll p~ - 对于不同的波长/偏振,衍射效率也不同,并且对于不同的入射角,衍射效率也不相同。
Z\y@rp\l - 为了解决与角度有关的衍射行为,可能需要指定k域中的采样点(等效于角度空间)
f&Bu_r - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。
toEmIa~o6 d\V\,%&.
9)QvJ87e@7 Ee##:I[z 示例#1:光栅物体的
成像 |T9p#) ec2 08S|$_ 1. 摘要
S0~F$mP' dO e|uQXyD
?K/z`E!xhN rK2*DuE → 查看完整应用使用案例
&Fl^&&1C ?'h<yxu]u0 2. 光栅配置与对准
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gEKs"e
GjA;o3( y?M99Vo4? 3. 光栅级次通道的选择
g/4.^c d3(T=9;f2
SN'LUwaMp! ?iUAzM8 示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试
1HBch]J 8lt P)K4 1. 光栅配置和对准
3
$Uv UPPDs "
a$FELlMv -[x^z5Ee` → 查看完整应用使用案例
>'8.>f }$;T.[ ~ 2. 基底处理
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jpaY:fcF !o&Mw:d 3. 谐振波导光栅的角响应
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I, .`w/I+ .dV o[m; 4. 谐振波导光栅的角响应
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6A/Nlk. ts%@1Y? 示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法
~c`@uGw p(~>u'c 1. 用于超短脉冲的光栅
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-";'l@D= z(3mhMJY → 查看完整应用使用案例
#=b_!~:% W==HV0n 2. 设计和建模流程
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7vcYI#(2
Y )AqM?FE4R 3. 在不同的系统中光栅的交换
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