[技术]光学系统中的光栅建模——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 J}KATpHs  
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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。 x!MYIaZ7  
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2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 fT/;TK>z>  
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 单光栅分析 ;-@^G 3C:  
−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。 2@1A,  
−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。 UL(R/yc  
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 系统内的光栅建模 .!,T>:R  
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−在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 \8=>l?P  
−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。 `*8p T  
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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。 lEANNu  
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3. 系统中的光栅对准 ?H0 #{!s  
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 安装光栅堆栈 7 \!t/<  
−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）。 $=TFTSO  
−参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 |9jeOV}/  
 堆栈方向 eL#pS=  
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 Obrv5%'  
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 安装光栅堆栈 d11~mU\  
- 为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 =\ iV=1iB  
- 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 !GURn1vcAe  
 堆栈方向 vR3'B3y  
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 !TVlsm  
- 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 +S5"4<  
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 横向位置 p./zW )7+  
−对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时，必须考虑光栅的横向位置。 -{>JF  
−例如，激光束（紧密地）聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上，效果可能会大不相同。 xD,BlDV  
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 "e0$/WQ6J  
 在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 
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 通过组件定位选项。 CbVUz
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4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 Nj5Mc>_   
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 单光栅分析 \ty{KAc&  
- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 UIi;&[  
 系统内的光栅建模 C,P>7  
- 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。 O[U^{~iM  
- 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。 ']WS@MbJ  
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 y$Sn3_9 V  
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5. 光栅级次通道选择 ]wMd!.lm-  
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 方向 P%A;EF~v  
- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 7IB<0  
 衍射级次选择 (/Lo44wT  
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 ~,WG284  
- 并非总是需要考虑所有衍射级，建议仅使用感兴趣的衍射级。 Q0K2md_%x  
 备注 c Owa^;  
- 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 rG|lRT3-K  
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6. 光栅的角度响应 47 xyS%X  
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 衍射特性的相关性 FNL[6.!PV  
- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 T2<?4^xN  
- 对于不同的波长/偏振，衍射效率也不同，并且对于不同的入射角，衍射效率也不相同。 1O]'iS"  
- 为了解决与角度有关的衍射行为，可能需要指定k域中的采样点（等效于角度空间） 2#1"(m{  
- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 dmI~$*  
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示例＃1：光栅物体的成像 X|zQZ<CO  
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1. 摘要
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2. 光栅配置与对准 & mwQj<Z  
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3. 光栅级次通道的选择 zG-pqE6  
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示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 [A~n=m5H  
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1. 光栅配置和对准 H4RqOI  
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→ 查看完整应用使用案例 )gF>nNE  
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2. 基底处理 o]T-7Gs4p  
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3. 谐振波导光栅的角响应 7`eg;s^
 
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4. 谐振波导光栅的角响应 ~dc o  
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示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 Q9T/@FX  
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1. 用于超短脉冲的光栅 `-_kOxe3  
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→ 查看完整应用使用案例 uwI$t[  
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2. 设计和建模流程 0G; b+  
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3. 在不同的系统中光栅的交换 (#e,tu  
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