1. 摘要
Vt-V'`Y O&}R 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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Fq`@sM$ y<#Hq1 2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述
\Ym!5,^o vl?fCO 单光栅分析
2/Y e<.# −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。
8#9OSupp −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。
E^m)&.+'M o{ccO29H/
C4t~k 系统内的光栅建模
}=.C~f]A db}lN −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。
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−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/brCq aC<fzUD;
t}MT<Jj uKB V`I 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。
W)Y:2P<. XhN?E-WywQ 3. 系统中的光栅对准
E.-2 /'i gKgdu($NJ woN
d7`C}7 安装光栅堆栈
6Q&i=!fQ −为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。
4{b/Nv:b −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。
:5jor Vu 堆栈方向
V#c=O} −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈
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Tz7 R:S. .Np!Qp1* mXMU 安装光栅堆栈
>feeVk - 为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。
P(3$XMx - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。
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9D 堆栈方向
%6Y}0>gY - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。
Z'm( M[2K - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。
6+C]rEY/o
5RY rAzQo
B0gs<E N'|9rB2e 0 4oMgH>Vd 横向位置
$]?M[sL\N7 −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。
'[bw7T −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。
fvG4K( −光栅的横向位置可通过一下选项调节
n.o_._mu2 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或
Ac/LNqIs 通过组件定位选项。
~$7YEs) Cio(Ptt:
D@k#'KU 4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理
s##XC^;p[ 4X0ku] ,{Z!T5 | 单光栅分析
/EL3Tt - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。
c{jTCkzq 系统内的光栅建模
4=|oOIhgb - 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。
B;Co`o2 - 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。
_G%kEt_4 - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。
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)xTu|V 0X%#9s~ 5. 光栅级次通道选择
p,\(j gNh4c{Al9 F_V/&OV 方向
f6#1sO4" - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。
]YB,K)WQ 衍射级次选择
^YEMR C - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。
qi8~bQ{rH - 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。
jYW-}2L 备注
Gk|T1% - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响
MnptC 1N a%wa3N=v
SqoO"(1x }/7rA)_ 6. 光栅的角度响应
Q?dzro4C -V||1@
| hTQ]xN) 衍射特性的相关性
tCu9
D - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。
M|7{ZE`Y - 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。
r<"k
/ - 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)
1c$ce+n~ - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。
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示例#1:光栅物体的
成像 w5a;ts_x ~Ecx>f4nX 1. 摘要
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EL9JM}%0v vz)zl2F5sY → 查看完整应用使用案例
~|`jIqU \~""<*Hz 2. 光栅配置与对准
=n MAw&` prVqV-S6TY
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t},71Ry
Qy) -gax:, R78lV-};Q 3. 光栅级次通道的选择
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!]#;' +kOXa^K 示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试
Aj@t*3 .vpx@_;]9 1. 光栅配置和对准
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Z]^O=kX7k YHo*IX')C? → 查看完整应用使用案例
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s7 2. 基底处理
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Br"K{g? Bet?]4\_ 3. 谐振波导光栅的角响应
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#,0 4. 谐振波导光栅的角响应
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6"jV>CNc@ f15n ~d 示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法
I>spJ5ls -&r A<j 1. 用于超短脉冲的光栅
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g}*F"k4j 7.C~ OrGR → 查看完整应用使用案例
@Yh%.#\i% 0%]F&| 2. 设计和建模流程
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T3^(I~03 3[iHe+U( 3. 在不同的系统中光栅的交换
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