1. 摘要
0v,`P4_k 2{Lc^6i(t 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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TQyFF/K q'U-{~q% 2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述
^9m^#"ZW` Ts ?>"@ 单光栅分析
+[go7A$5 −通过主窗口“光栅”菜单,可以进入仅针对光栅的特殊评估环境。
IBsO −它有助于分析和可视化光栅的衍射特性,例如衍射角度和效率。
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A_$Mt~qKi^ 系统内的光栅建模
41_sSqq;^ wBaFC\CW −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。
JT+lWhy −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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TuhL: *d*;M> 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。
'm.XmVZL% {?M*ZRO' 3. 系统中的光栅对准
Ih0>]h-7 eEb1R}@ /3HWP`<x 安装光栅堆栈
At_Y$N: −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)。
Bd]DhPhJ −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。
~k_zMU-1 堆栈方向
L,ey3i7a\ −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈
WYd,tGz JqhVD@1{
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uA&9 SNV+.xN 安装光栅堆栈
SYhspB - 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)。
$ }bC$?^ - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。
OX`GN#yl 堆栈方向
Hu!>RSg,,2 - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。
YQd&rkr - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。
-2~yc2:>A Xg)FIaw]eT
.j@n6RyN ?At-
,#FH8%Yf 横向位置
hA19:H=7R0 −对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时,必须考虑光栅的横向位置。
WmBnc#>gK −例如,
激光束(紧密地)聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上,效果可能会大不相同。
Sgk{NM7|k −光栅的横向位置可通过一下选项调节
h | 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或
S~9kp?kR$ 通过组件定位选项。
JS.'v7 e?fjX-
QU;C*}0Zl 4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理
s,q!(\{Pv OnJSu
z>- ~}l,H:jk@ 单光栅分析
T$B4DQ - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。
;a77YLTQ 系统内的光栅建模
Q&\ksM - 但是,任何现实的光栅结构都放置在基底上,使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。
\0& (q%c - 平面建模考虑了菲涅耳损耗,但不与光栅叠层的FMM计算耦合。
"N"k8,LH - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。
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U9OF0=g .Cd$=v6 5. 光栅级次通道选择
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f\ #'J 5~5ypQj 方向
9_dsiM7CT - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。
zW&W`( 衍射级次选择
cK/odOi - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。
Z@umbyM - 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。
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OHAG 备注
6lFs N2 - 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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0\;a:E.c 0:S)2"I58p 6. 光栅的角度响应
'^AXUb P;[mw( XcneH jpR 衍射特性的相关性
(q7mzZY - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。
YiMecu - 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。
{S~$\4vC! - 为了解决与角度有关的衍射行为,可能需要指定k域中的采样点(等效于角度空间)
'IszS!kY - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。
"+_0idpF ;c}];ZU3G
=V4!t|(7 wkw/AZ{27 示例#1:光栅物体的
成像 <GEn9;\
[Xg"B|FD0 1. 摘要
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rSrT( → 查看完整应用使用案例
06
1=pV$CJ *4E,|IJ 2. 光栅配置与对准
f{oWd]eAhb qa6up|xUnn
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>Fh@:M7z +J9lD`z 3. 光栅级次通道的选择
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\h4y,sl ,vj^AXU 示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试
b iD7(AK &$f?XdZ7 1. 光栅配置和对准
N0f}q1S<-A NM ]/OKs'H
&rubA E83nEUs → 查看完整应用使用案例
T~Cd=s(T" \;<Y/sg 2. 基底处理
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3-5lO# QkbN2mFv% 3. 谐振波导光栅的角响应
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cA kw5}P oZCO$a 4. 谐振波导光栅的角响应
"-sz7}Mb 5ZLH=8L
WD:5C3; YuZnuI@m9 示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法
;uy/Vc5,Y K""04Ew*pV 1. 用于超短脉冲的光栅
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dj#<,e\ _wMz+<7bY → 查看完整应用使用案例
/+iaw~={" Qa=;Elp:[ 2. 设计和建模流程
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R0>L[1o 6 S8#[b 3. 在不同的系统中光栅的交换
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