1. 摘要
`$<.pOm '8.r-`l( 光栅是当前
光学中最常用的衍射光学元件。如今已常用于复杂
光学系统,与其他组件协同作用。因此,迫切需要对系统内部的光栅进行分析,从而评估系统的性能。我们将通过实例说明如何在VirtualLab Fusion对系统中的光栅建模。并将对光栅的对准、光栅级次通道设置以及光栅角度响应等问题进行讨论。
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E *6Cw
l nH'e?>x~e 2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述
F>6|3bOR x0D*U?A 单光栅分析
VUGmi]qd −通过主窗口“光栅”菜单,可以进入仅针对光栅的特殊评估环境。
_|\~q[ep −它有助于分析和可视化光栅的衍射特性,例如衍射角度和效率。
\?ZB]*Fu |A9F\A->4
wn, KY$/ 系统内的光栅建模
l^-];|Y
D~iz+{Q4 −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。
9@:2wR | −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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rjAn@!|:+ vY}g<* 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。
(k)v!O- z`}qkbvi 3. 系统中的光栅对准
EIAc@$4 SrJGTuXg Rz/gtEP 安装光栅堆栈
(vnAbR#e −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)。
XS{Qnx_# −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。
Tc:)-
z[o 堆栈方向
({)+3]x −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈
c )g\/ v^NIx q}U
6ex/TySM 9};8?mucr $G+@_' 安装光栅堆栈
n\D&!y[]F - 为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。
n\'4 - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。
&64h ;P< 堆栈方向
T2W eE@o - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。
y9GoPC`z - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。
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A,<E\ itP,\k7>d AKfDXy 横向位置
-f^tE,- −对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时,必须考虑光栅的横向位置。
:\c ^*K(9 −例如,
激光束(紧密地)聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上,效果可能会大不相同。
M"Hf :9Rk −光栅的横向位置可通过一下选项调节
n;_sG>N 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或
]Q1yNtN 通过组件定位选项。
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?e4YGOe. 4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理
!>o7a}? pYEMmZ?L 9Q.Yl&A 单光栅分析
L`TLgH&?R - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。
1R%.p7@5QU 系统内的光栅建模
ec;o\erPG - 但是,任何现实的光栅结构都放置在基底上,使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。
WE#^a6 - 平面建模考虑了菲涅耳损耗,但不与光栅叠层的FMM计算耦合。
pah'>dAL - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。
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#:_Kws>+ [|$h*YK 5. 光栅级次通道选择
]s'as9s9 u&vf+6=9Dd ,[KD,)3y 方向
9W5lSX#^; - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。
\V63qg[ 衍射级次选择
K5h - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。
FD
#8mg - 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。
PFjL1=7I 备注
'H>^2C iM - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响
rs[T=C Q ? OM!+O
%sP*=5?vA 9cF[seE"0 6. 光栅的角度响应
(ZZ8L-s IEi^kJflU "(O>=F& 衍射特性的相关性
/,yd+wcW# - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。
Dz/ "M= - 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。
vvMT}-! - 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)
{JT&w6Jz - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。
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Yj49t_$b *i%d,w0+ 示例#1:光栅物体的
成像 4+8@`f>s 1GcE)e!> 1. 摘要
g!|kp? 8GUX{K
#;yZ 6bC3O4Rw → 查看完整应用使用案例
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\sO d#FQc18v}k 2. 光栅配置与对准
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>y3=| TvbE2Q;/UL 3. 光栅级次通道的选择
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46h<,na?, wmLs/:~ 示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试
%h!B^{0 (!WD1w 1. 光栅配置和对准
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+ ePS14G )SGq[B6@I → 查看完整应用使用案例
t{{QE:/ R\[e!g*I 2. 基底处理
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(GfZ* iXjM.G 3. 谐振波导光栅的角响应
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d2$IH#~9B #H~64/ 4. 谐振波导光栅的角响应
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M_DwUS1? +ZP7{% 示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法
t ?FBG4 kAUymds;O 1. 用于超短脉冲的光栅
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p!%pP}I Eu3E-K@y → 查看完整应用使用案例
V0mn4sfs a%0EiU 2. 设计和建模流程
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N;%6:I./ d<Tc7vg4|U 3. 在不同的系统中光栅的交换
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