1. 摘要
2{gwY85: :SdIU36 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。
-G!6U2*# Ks51:M
*NF&Y %0 qc@4 2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述
-BjEL; /O_0=MLp 单光栅分析
kp.|gzA6 −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。
F*.
/D~K −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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9Mnem* 系统内的光栅建模
+Bn?-{h= ^X$
I= ro −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。
Qw}xGlF, −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。
W*3o|x (\tq<h0
|<'10 &'NQ)Dn 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。
<G&WYk%u* XCV0.u| 3. 系统中的光栅对准
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`H+ 安装光栅堆栈
)'w]YIv9 −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)。
@H3|u`6V −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。
2,+@#q 堆栈方向
.5Q5\qc= −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈
7/4~>D&-b %odw+PhO
l#mtND3 vW9^hbdx $`ON!,oa 安装光栅堆栈
RLv&,$$0 - 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)。
uAC hu] - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。
h=:*7>} 堆栈方向
Qb@BV&^y& - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。
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DgzM3 - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。
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CD >h|UC J1
` UnJi& ~O 横向位置
u|(aS^H=q −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。
>>/nuWdpO −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。
n(9F:N −光栅的横向位置可通过一下选项调节
H 3W_}f 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或
6ch@Be5* 通过组件定位选项。
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Ty)gPh6O 4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理
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` *sIi$1vHu v\J!yz 单光栅分析
7$;c6_se - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。
;]|m((15G 系统内的光栅建模
u!sSgx= - 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。
/M5=tW#e - 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。
rjfc.l#v - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。
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,q{lYX83S tW'qO:y+ 5. 光栅级次通道选择
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e&r+w! =iA"; x 方向
<!$j9) ~x - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。
z1z=P%WK 衍射级次选择
c`Lpqs` - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。
4yJ01s - 并非总是需要考虑所有衍射级,建议仅使用感兴趣的衍射级。
E;ndw/GZjR 备注
A0'tCq]?0 - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响
EuhF$L1 Nj! R9N
5|{ t+u / nC$?w 6. 光栅的角度响应
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(M_; 1"87EP P#M<CG9 衍射特性的相关性
gME:\ud$ - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。
c~Q`{2%+ - 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。
;tZ}i4Ud - 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)
)AZ`R8-A - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。
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*}50q9)/ NpjsZcA 示例#1:光栅物体的
成像 /
r`Y'rm &k {t0> 1. 摘要
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pJ<)intcbE >QbI)if`1 → 查看完整应用使用案例
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2. 光栅配置与对准
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| B%?|br 3. 光栅级次通道的选择
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-bG#h)yj 0o\=0bH&s 示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试
Ii2g+SlQDa m/"=5*pA 1. 光栅配置和对准
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7Ohu$5\ *~MiL9m+? → 查看完整应用使用案例
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7ohK 2. 基底处理
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% /wP2O< _s#/f5<:B 3. 谐振波导光栅的角响应
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4N^Qd3[d 4. 谐振波导光栅的角响应
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DqC}f# Yi! >8 示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法
`cTsS @XSu?+s) 1. 用于超短脉冲的光栅
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$9u PX>\j& → 查看完整应用使用案例
DcvmeGl T"0)%k8lJ 2. 设计和建模流程
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1*Fvx-U' 8=_| qy}l/ 3. 在不同的系统中光栅的交换
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