1. 摘要
P+~{q.|._c VSlIeZ 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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;r_YEPlZ *c+Kqz- 2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述
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N{u4 单光栅分析
0P<bS?e<l −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。
D,rF?t>=S −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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5m`@ 4%)zp 系统内的光栅建模
_Kp{b"G &!uNN|W −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。
8Q&hhmOnz −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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;hz"`{(JY c5?;^a[ 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。
.D^=vuxt~ -vcHSwGb 3. 系统中的光栅对准
VuDSjh ;&Q8xC2 k#8,:B2 安装光栅堆栈
]VifDFL} −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)。
fLj#+h-! −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。
Vd2bG4*= 堆栈方向
i]:T{2 −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈
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AFn8=9'^ 安装光栅堆栈
G992{B - 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)。
{=WTAgP - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。
3 8>?Z]V 堆栈方向
zQJ9V\0 - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。
c:0nOP - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。
[A?Dx-R;( jm1f,=R
5[.Dlpa'7 Q}GsCmt=)O TfaL5evio 横向位置
"'us.t. −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。
!|hxr#q=4 −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。
o2e aSG −光栅的横向位置可通过一下选项调节
BsV2Q`(gT 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或
D_oGhQYY4 通过组件定位选项。
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?N2/;u> 4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理
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9Jv 2P9gS[Ub 单光栅分析
&z[39Q{~ - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。
IXYSZ)z 系统内的光栅建模
nN!/ - 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。
mo1(dyjx - 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。
rYUhGmg` - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。
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8x$BbK MNURY A= 5. 光栅级次通道选择
t5dk}sRF bp G`,[ Vy-N3L 方向
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y - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。
6.? Ke8iC 衍射级次选择
;O=tSEe - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。
*B"p:F7J| - 并非总是需要考虑所有衍射级,建议仅使用感兴趣的衍射级。
s)Bl1\Q 备注
AF5.)Y@. - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响
m89-rR:Kc .nCF`5T!
vto^[a6? IQ_2(8Kv 6. 光栅的角度响应
H^ _[IkuA% _:oB#-0
(.~#bl 衍射特性的相关性
YCvIB' - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。
! 6yoD - 对于不同的波长/偏振,衍射效率也不同,并且对于不同的入射角,衍射效率也不相同。
2QwdDKMS_ - 为了解决与角度有关的衍射行为,可能需要指定k域中的采样点(等效于角度空间)
hwkm'$} - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。
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-#Xo^-& ! d Ns3d 示例#1:光栅物体的
成像 'p3JYRT$ vmW >$P 1. 摘要
&%M!!28X: Ne7HPSWiOP
(tQ#('(w M*M,Z → 查看完整应用使用案例
;Fw{p{7< {%g]Ym= 2. 光栅配置与对准
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NDsF<2A4
~z;G$jd A HnXN%m 3. 光栅级次通道的选择
tf1iRXf8 44e:K5;]7
~kHWh8\b: Ife/:v 示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试
jtS-nQ| 6uNWL `v 1. 光栅配置和对准
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eCK, → 查看完整应用使用案例
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%=,x 2. 基底处理
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9(-f)$u ?WEKRl 3. 谐振波导光栅的角响应
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V*d@@%u** K;L6<a A# 4. 谐振波导光栅的角响应
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RP9 \281X 示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法
j|-{*t{/x ]broU%#" 1. 用于超短脉冲的光栅
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!Bu=?gf f^]^IXzXw. → 查看完整应用使用案例
M`D`-vv Wr6y w# 2. 设计和建模流程
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p)c"xaTP#F :G4)edwe 3. 在不同的系统中光栅的交换
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