1. 摘要
]K(a32V CH `PUqz& 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。
N'2?Z b M}|(:o3Yo
,l>w9?0Z ]KFh 1 2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述
CF;Gy L1M x@
=p 单光栅分析
v<1@"9EH −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。
Z[@ i/. 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。
5=TgOS]R !4p{b f
&[d'g0pF 系统内的光栅建模
Al
yJ!f"Y pf8'xdExH) −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。
L2VwW −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,NnB{R \n_7+[=E
%j&vV>2 \'y]m B~k 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。
!RKuEg4hQ }U7IMONU 3. 系统中的光栅对准
N]W*ei F8w7N$/V", 2O kID
WcM 安装光栅堆栈
=CQfs6np:N −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)。
2c Xae −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。
gvc@q`_] 堆栈方向
P`Zon −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈
8#QT[H
4F ':4ny]F
*8)?ZZMM ?i<l7 oRbWqN`F. 安装光栅堆栈
K\-N'M!Z - 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)。
]>~.U~ - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。
"==c 堆栈方向
f,ro1Nke - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。
C@-Hm - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。
Z. ${WZW
m}yu4
le5@WG/x $j- Fm:ZIA x;[)#>.' 横向位置
T.#_v#oM −对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时,必须考虑光栅的横向位置。
>"/TiQt −例如,
激光束(紧密地)聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上,效果可能会大不相同。
0s`6d; −光栅的横向位置可通过一下选项调节
Apu-9|oP 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或
t3$ cX_ 通过组件定位选项。
S*Ea" vBA OXLB{|hH80
0@_8JB ?E 4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理
N~|f^#L *$7^.eHfdd :awa 单光栅分析
TY]0aw2]|7 - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。
\B')2phE 系统内的光栅建模
g(P7CX+y - 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。
*l d)nH{ - 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。
/,:cbpHsu - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。
pRfKlTU\ vT5GUO{5
moM'RO,M y1 a%f.F` 5. 光栅级次通道选择
rE*yT(:w E`N` 4"PA7
e 方向
@yGnrfr - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。
,%yC4 衍射级次选择
di_N}x* - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。
x6>WvFZ - 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。
}*XF- U 备注
~/4j&IG - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响
,JH*l:7 WA}'[h
tln}jpCw ^Ip\`2^u 6. 光栅的角度响应
?o V.SG' `LFT"qnp ]UOzz1 衍射特性的相关性
{{A=^rr%C - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。
|vi=h2* - 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。
heF'7ezv# - 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)
}Bh\N5G% - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。
VIWH~UR)&! CEk[&39"
x^3K=l;N ;Qd'G7+ 示例#1:光栅物体的
成像 Q]/g=Nn
^~ _u-tRHh|A 1. 摘要
v'L"sgW6I SFWS<H(IN
7<jr0) \U]<HEc^ → 查看完整应用使用案例
M|{KQ3q:9 L%7WHtU*# 2. 光栅配置与对准
[Qk j} l7ES*==&@0
Uwiy@T Z %Y`)ZKh
1b=\l/2
t2ui9:g4j n\JSt}A 3. 光栅级次通道的选择
8QFRX'i oz'jt} ?
-?T|1FA, MMRO@MdfV 示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试
"=f,4Zbj ORo +]9)Yv 1. 光栅配置和对准
+DT
tKj }L Brk0]
t I+]x]m+ #z}IW(u< → 查看完整应用使用案例
0/+TQD!L {flxZ} 2. 基底处理
;f3))x $I@. <J*
"^pF2JI +Y~,1ai 5^ 3. 谐振波导光栅的角响应
9&c *%mm Re\V<\$J
]=^NTm, )N
^g0L 4. 谐振波导光栅的角响应
4p u>f. <CP't[
~o;*{ Q l&Fx<
W 示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法
e3&.RrA Yi"jj;!^S 1. 用于超短脉冲的光栅
7 ( / bU(fH^
nG5:H.) $uNYus^vS → 查看完整应用使用案例
Q5v_^O<! U}`HN*Q.q 2. 设计和建模流程
@h\u}Ee mK7egAo
_{gRCR) u-Ip *1/wp 3. 在不同的系统中光栅的交换
} SA/,4/9 l3/?,xn