1. 摘要
ai^4'{#zi ^*= 85iyo 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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*tX{MSYW 8; R| 2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述
Lru-u: f8<o8*`7 单光栅分析
$RwB_F −通过主窗口“光栅”菜单,可以进入仅针对光栅的特殊评估环境。
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C! −它有助于分析和可视化光栅的衍射特性,例如衍射角度和效率。
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Tv]<SI<B[ 系统内的光栅建模
q*AQq= HXVBb%pP −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。
HygY>s+3[
−这样可以对系统内的光栅进行建模,从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。
]G}B 0u3 Xvok1NM,
-g/hAxb5 cj|*_} 两种建模方法通常可以一起使用,如先
优化光栅
结构本身,然后将其插入系统。
T\# *S0^ `C+HE$B 3. 系统中的光栅对准
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Zxmg o:dR5v l0Ti Z 安装光栅堆栈
x2#qg>`l −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)。
a>B[5I5 −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。
tAFti+Qb 堆栈方向
5NXt$k5 −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈
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0i8hI6d 6Bm9?eU0 X7|.T0{=x 安装光栅堆栈
DV]7.Bm - 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)。
+f;CyMEp - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。
w[Ep*-yeI 堆栈方向
$H'X V"<o - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。
hvt@XZT - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。
agOk*wH5 "x&C5l}n
{sv{847V N<_Ko+VF y9;#1:ic 横向位置
VzRx%j/i −对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时,必须考虑光栅的横向位置。
4*UP.r@ −例如,
激光束(紧密地)聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上,效果可能会大不相同。
:Px\qh}K −光栅的横向位置可通过一下选项调节
jB^OP1 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或
jUjr6b" 通过组件定位选项。
4DO/rtkVq 8xI`jE"1
zy N (4 4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理
lg:y|@Y'' TL)O- L$Z(+6m5 单光栅分析
OalP1Gy - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。
)3muPMaY 系统内的光栅建模
DcV<y-`'1 - 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。
c8QnN:n - 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。
c! H 9yk - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。
26:evid 2Q$\KRE
,i++fOnQ dTD5(}+J 5. 光栅级次通道选择
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zA ]~a_d) Wc#:f8dr 方向
f@:CyB GQ - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。
{B yn{?w 衍射级次选择
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; - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。
%N~CvN@T - 并非总是需要考虑所有衍射级,建议仅使用感兴趣的衍射级。
jgvh[@uB? 备注
{=At#*=A - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响
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J35l7HH t58m=4 6. 光栅的角度响应
4&}\BU* coB 6 rW r2G*!qK*1 衍射特性的相关性
Xn7[n - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。
.9\Cy4_qSd - 对于不同的波长/偏振,衍射效率也不同,并且对于不同的入射角,衍射效率也不相同。
D$_8rHc\A - 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)
q?VVYZXP - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。
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