1. 摘要
LiN{^g^fx Ct.Q)p-wn 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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~j8x" _#-(XQ a 2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述
&&t4G }* 4}=]QQoE 单光栅分析
;AHa|35\ −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。
o[8Y %3 −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。
Kk#8r+, `cf&4Hn
!".@Wg$ 系统内的光栅建模
[kn`~hI i12iB+q −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。
%n{E/06f −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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s>_n e0 X hTp'2,] 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。
A$%%;O b-~Gt]%>m 3. 系统中的光栅对准
K);:+s- _H%ylAt1j x?f3XEA_ 安装光栅堆栈
5 {'%trDEy −为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。
3hb1^HNT −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。
dG6Mo76 堆栈方向
|-2,k#| −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈
"-N%`UA Tb~(?nY5
\@tt$ m% 4Mnne'7 6%O" 安装光栅堆栈
pdmeB
- 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)。
ud!iy - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。
V.:imj 堆栈方向
<.RgMPi - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。
Gu&zplB - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。
u:"mq.Q z<s]Z
?%;)> :3N gdHPi; ?hsOhUs(5 横向位置
Z]"ktb;+[ −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。
|67<h5Q1 −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。
R.+QK6B& −光栅的横向位置可通过一下选项调节
:DQHb"( 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或
-1Tws|4gc 通过组件定位选项。
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glPOW 4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理
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{wMzsQ Bd)Qz(>rw 单光栅分析
Q4q3M=0 - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。
#OH# &{H 系统内的光栅建模
^;Ap-2Ww - 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。
c7P"1 - 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。
0SA
c1 - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。
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>DM #![b9~%WTh 5. 光栅级次通道选择
EC&w9:R [2.pZB ~kw[Aw3?D\ 方向
'Pr(7^ - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。
o#H"tYP 衍射级次选择
l9?]t; - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。
Y <Ta2H - 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。
A)s 备注
*W%HTt"N - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响
i
wQ'=M U!^\DocAY
fqFE GyeNr = w_y<V4 6. 光栅的角度响应
l 0jjLqm: DRj\i6-v )z$VQ=]" 衍射特性的相关性
Gb~*[ - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。
_U%!&_m6 - 对于不同的波长/偏振,衍射效率也不同,并且对于不同的入射角,衍射效率也不相同。
Cf
J@|Rh - 为了解决与角度有关的衍射行为,可能需要指定k域中的采样点(等效于角度空间)
oq(um:m - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。
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D8C@x` b.Z K1 示例#1:光栅物体的
成像 Xc"S"a^\% (,[m}Qb?! 1. 摘要
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G*3O5m 2BsMFMIw1 → 查看完整应用使用案例
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l!NQ 2. 光栅配置与对准
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6 71mdU6Kq 3. 光栅级次通道的选择
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S%R:GZEf_ VSc;}LH 示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试
"=MRzSke3 .3Jggp 1. 光栅配置和对准
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M#IGq /<\>j+SC → 查看完整应用使用案例
3^xTZ*G GX4# IRq 2. 基底处理
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E-FuO 3. 谐振波导光栅的角响应
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4 4. 谐振波导光栅的角响应
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wv #1s3 !rlN|HB 示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法
;HlVU CD:@OI 1. 用于超短脉冲的光栅
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22a$//}E 9?:SxI;v → 查看完整应用使用案例
<VS\z(K MW=2GhD= 2. 设计和建模流程
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N J9H= BI?M/pIm 3. 在不同的系统中光栅的交换
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