1. 摘要
f_Wkg)g VEFwqB1l 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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1qB!RIau $V`KrA~] 2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述
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p 单光栅分析
k"Z"$V2i −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)0?U −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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y(aAp.S> 系统内的光栅建模
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W8 wW6mYgPN% −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。
dy2_@/T7 −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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. Ce&9l 4Vb}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。
v&[X&Hu[ &;~2sEo, 3. 系统中的光栅对准
Q`@$j,v ;Sx'O Tc'{i#%9j 安装光栅堆栈
t+W=2w& −为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。
t?du+: −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。
hX>VVeIZ 堆栈方向
B"?+5A7 −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈
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?[hy|r6$ (T%F!2i([U lJGqR0:r+ 安装光栅堆栈
]]h:#A2 - 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)。
-$L],q_S^ - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。
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vN 堆栈方向
He0N - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。
OW63^wA`s - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。
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m! '1$G E1{:z" c5wkzY h 横向位置
90y9~.v −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。
=jV%O$Fx −例如,
激光束(紧密地)聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上,效果可能会大不相同。
|;U}'|6 −光栅的横向位置可通过一下选项调节
n}9Msen 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或
{l*&l2 通过组件定位选项。
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~L\Ebg 4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理
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WrQ Rvu3Qo+ 单光栅分析
~f]r>jQM - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。
"z#?OV5 系统内的光栅建模
QNa}M{5>h - 但是,任何现实的光栅结构都放置在基底上,使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。
\:_.N8" - 平面建模考虑了菲涅耳损耗,但不与光栅叠层的FMM计算耦合。
#<tWYE - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。
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fw:^Lyn9$ 5|~r{w)9 5. 光栅级次通道选择
bE`*Uw4 _/sf@R [K)1!KK,L 方向
!OZhfMVd - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。
nnd-pf- 衍射级次选择
x@ s`;qz - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。
~0^,L3M - 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。
<zDw&s2 备注
|B{$URu - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响
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DKVt8/vq ap'kxOf"1 6. 光栅的角度响应
VG'( >NOYa3 CN$A-sjZ 衍射特性的相关性
= C'e1=] - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。
I_6` Z 0 - 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。
`Z7ITvF> - 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)
aWsKJo>j[# - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。
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_!^FW% ;\*Od?1 示例#1:光栅物体的
成像 BWi 7v [A..<[ 1. 摘要
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{!g.255+ 9;v"bcQ → 查看完整应用使用案例
h%w\O Z7 ma-Y' 2. 光栅配置与对准
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]qza*ba 6% y) 3. 光栅级次通道的选择
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5B.??;xtaV ])wMUJWg2 示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试
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5 EuJ 1. 光栅配置和对准
3F'dT[; &|{,4V0%A
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wA{]gK 7n95>as → 查看完整应用使用案例
y yR8VO{ @1ta`7# 2. 基底处理
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IK?$!jh t02"v4_i 3. 谐振波导光栅的角响应
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k`~br249 e/Oj T 4. 谐振波导光栅的角响应
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^oB1 &G x0;}b-f 示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法
pVa|o&, FuiW\=^ 1. 用于超短脉冲的光栅
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%+!9 I2lZ>3X{ → 查看完整应用使用案例
P"~T*Qq-R 8oH54bFp 2. 设计和建模流程
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0S7Isk2W coVT+we 3. 在不同的系统中光栅的交换
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