1. 摘要
WWNu:, ;$7v%Ls= 光栅是当前
光学中最常用的衍射光学元件。如今已常用于复杂
光学系统,与其他组件协同作用。因此,迫切需要对系统内部的光栅进行分析,从而评估系统的性能。我们将通过实例说明如何在VirtualLab Fusion对系统中的光栅建模。并将对光栅的对准、光栅级次通道设置以及光栅角度响应等问题进行讨论。
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yoQ\lk x0A7O 2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述
u`_*g^5q" }$&xTW_ 单光栅分析
]!Oue_-; −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。
,(N[*)G −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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*/(I[p 系统内的光栅建模
-R0/o7 s9O2k}] −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。
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v( −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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l+[czb~ _'!kuE,*1 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。
wfR&li{ ;JT(3yK4>p 3. 系统中的光栅对准
7C7>y/uS irKIy &eQJfc\a 安装光栅堆栈
P|xG\3@Z −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)。
XN;&qR^j −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。
^:KO_{3E 堆栈方向
I[d]!YI}F −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈
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eg<pa'Hw pK}=*y~$ @MbVWiv 安装光栅堆栈
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~`V7B2Y - 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)。
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Rm+? - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。
nlc.u}# 堆栈方向
G$bJ+ - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。
]s_8A`vm - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。
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Q.Aa{d9e )nfEQ)L;h} O
)d[8jw" 横向位置
4_^[=p/R −对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时,必须考虑光栅的横向位置。
Bp? −例如,
激光束(紧密地)聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上,效果可能会大不相同。
`yO'[2 −光栅的横向位置可通过一下选项调节
/7"I#U^u/ 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或
33Az$GXFsq 通过组件定位选项。
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C! 9} 4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理
i=S~(gp W7sn+g\ KP]"P*?
? 单光栅分析
9902+pW - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。
Fhf<T` 系统内的光栅建模
aZS7sV28 - 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。
g>JLDQdc - 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。
Ib=x~za@n - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。
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9=`W p6Gmn % Zjdl 5. 光栅级次通道选择
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A YJV% a dT|vYK}\ 方向
|{>ER,<- - 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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ca 衍射级次选择
3SttHu0X - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。
p>w]rE:} - 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。
64>krmVIe 备注
]=pR - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响
X}ma] R%Y`=pK>}
yLE7>48 "R>FqX6FB 6. 光栅的角度响应
4GdX/6C. ').}N z {i0SS 衍射特性的相关性
*cuuzi& - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。
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7fW - 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。
w8S!%abl1 - 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)
kR CQv-* - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。
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\NZIEu)5? Fb`a~c~s 示例#1:光栅物体的
成像 G2bDf-1ew *iBTI+"] 1. 摘要
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.IBp\7W!?E Ysq'2 → 查看完整应用使用案例
`]Fx.)C# EP'h@zdz 2. 光栅配置与对准
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wI]"U2L5
h,aA w#NE* Qd}m`YW-f$ 3. 光栅级次通道的选择
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JWvjWY2+P ('wY9kvL& 示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试
<h%O?mkC j`^$# 1. 光栅配置和对准
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@1.QEyXG dm0QcW4 → 查看完整应用使用案例
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8*ZF - p3Re9 2. 基底处理
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/| #&px)G { eCC$&" 3. 谐振波导光栅的角响应
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zi`b2h ee%fqVQ8P 4. 谐振波导光栅的角响应
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}*.0N;;C 示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法
JkW9D)6 @u==x*{| 1. 用于超短脉冲的光栅
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1g6 i4^o59}8 → 查看完整应用使用案例
(Qa/EkE^*w V&-~x^JK 2. 设计和建模流程
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T&Lb<'f 8_T6_jL< 3. 在不同的系统中光栅的交换
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