1. 摘要
82{Lx7pI P-.>vi^+ 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<(K8 'gI q_t|^ 2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述
LY(YgqL F|Pf-.r`t 单光栅分析
*F[@lY\p −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。
-A^18r −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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8>%:MS" 系统内的光栅建模
{26/SY JHC 6l −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。
g1UP/hNJ\8 −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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MOi.bHCQJP xM"k qRZ 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。
z|E/pm$^ L|A}A[ P 3. 系统中的光栅对准
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e GgwO>[T 安装光栅堆栈
{}RE;5n\[' −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)。
|*W_ −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。
E{'{fo!#) 堆栈方向
LhO%^`vu −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈
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_$g6Mj]1z Jas=D dnRbt{`jP 安装光栅堆栈
)lh48Ag0t; - 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)。
#SyF-QZ[1 - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。
.LMOmc=( 堆栈方向
IsP-[0it - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。
wiHGTaR - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。
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4
JC*c 7m='-_w)?w EC#4"bU`'2 横向位置
nwSujD −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。
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)V' −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。
i;Y3pF0%P −光栅的横向位置可通过一下选项调节
B6qM0QW 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或
IDCuS 通过组件定位选项。
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1V?)T 4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理
^hL?.xj =T7lv%u vl}fC@%WRI 单光栅分析
*S _[8L" - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。
#WE"nh9f|z 系统内的光栅建模
n`v;S>aT - 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。
5~8FZ-x - 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。
;zq3>A - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。
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cl\Gh F"I{_yleq' 5. 光栅级次通道选择
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& M( euwy 4DLp+6zP 方向
x&^>|'H - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。
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NIJXln 衍射级次选择
6>L) - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。
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77; - 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。
_Fc :<Ym? 备注
nf%"7 y{dd - 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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WRdBL5 6. 光栅的角度响应
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< 衍射特性的相关性
T{A5,85 - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。
ng0tNifZ; - 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。
ox|K2A - 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)
S`w_q=-^8 - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。
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"J.7@\^ h/ 4hQ.RO 示例#1:光栅物体的
成像 &7 0o4~Fr 'L k&iph 1. 摘要
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e^1( E\_Wpk → 查看完整应用使用案例
O>vbAIu O,D/&0 2. 光栅配置与对准
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S7(Vc H U%PII>s'# 3. 光栅级次通道的选择
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s{Wj&.)M ' K\ $B_ 示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试
PV(TDb:0 USDqh437 1. 光栅配置和对准
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fGf C[DuY mI4)+8SUu → 查看完整应用使用案例
Q($.s=&l; x$gVEh*k 2. 基底处理
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5 0KB:1(g tR{@NFUcu 3. 谐振波导光栅的角响应
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:enmMB#% >cdxe3I\ 4. 谐振波导光栅的角响应
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2 y;J 11\ O9/7?"l" 示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法
15)y]N={^ bAkCk]>5 1. 用于超短脉冲的光栅
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^DaP^<V <q<kqy5s-R → 查看完整应用使用案例
9~lC/I')t x[m&ILr 2. 设计和建模流程
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PSR21; sSdnH_;& 3. 在不同的系统中光栅的交换
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