1. 摘要
t2YB(6w+xg !
,{zDMA 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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~9xkiu5~ ,L lYRj 5 2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述
z>\l%_w KCAV 单光栅分析
gwdAf%|f −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。
G0~Z|P −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。
U{/fY/kq ^G2M4+W|
T?QW$cU!e: 系统内的光栅建模
,RM8D)m\ ];"40 /X −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。
a+\<2NXYD −这样可以对系统内的光栅进行建模,从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。
cTS.yN({G 5IOGH*'U8
Qc)i?Z'6 DA04llX~ 两种建模方法通常可以一起使用,如先
优化光栅
结构本身,然后将其插入系统。
O9E:QN<U`* TUz4-Pd 3. 系统中的光栅对准
4<Nd5T j"hEs(t Aj=GekX{ 安装光栅堆栈
[ZC\8tP`V −为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。
c9o]w8p/ −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。
D[?;+g/ 堆栈方向
*W2)!C| −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈
v|\#wrCT? )Tp"l"(G
UP$>,05z6 l2:-).7xt U#]J5'i 安装光栅堆栈
# ACT&J - 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)。
'RhS%l - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。
>j3':>\U 堆栈方向
p5tb=Zg_ - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。
/e[m;+9^& - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。
d(TN(6g@ |m6rF7Q
WcoA)we 1#%H!GKvTU aL*MC gb' 横向位置
}Hq3]LVE −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。
p
JT)X8K" −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。
+Ugy=678Tr −光栅的横向位置可通过一下选项调节
l@*$C&E 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或
\#LDX,= 通过组件定位选项。
*~shvtq oA@M =
fM7B<eB 4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理
1^*ogMe i{TPf1OY`M M2p|&Z% 单光栅分析
[ 5!}+8]W - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。
ygj%VG 系统内的光栅建模
c0o Z7)*} - 但是,任何现实的光栅结构都放置在基底上,使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。
_h5d~ - 平面建模考虑了菲涅耳损耗,但不与光栅叠层的FMM计算耦合。
i&^JG/a - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。
wdfbl_`T FeMgn`q
/;d 5p |9\i+)C 5. 光栅级次通道选择
m$^5{qpg JbL3/h] sR>>l3H 方向
=X^a - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。
F-rhxJd 衍射级次选择
%K')_NS@ - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。
D
(8Z90 - 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。
K>e-IxA);0 备注
,b - - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响
"_\"S v]EZYEXFL)
@vyEN.K%mm &V$cwB 6. 光栅的角度响应
_s#]WyU1g p+|8(w9A${ z9 Ch %A{ 衍射特性的相关性
=v?P7;T - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。
\A011R& - 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。
M1Ff ,]w - 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)
{*F
=&D - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。
TP {\V>*Yz K$,<<hl
aaCRZKr #}B1W&\sw 示例#1:光栅物体的
成像 W)bSLD 0$c(<+D 1. 摘要
_q#pEv <!FcQVH+L
4)D~S4{E5 @(35I → 查看完整应用使用案例
]r0j keRLai7h 2. 光栅配置与对准
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RHn3\N G .<0^q,
1}Q9y`65
@@K/0:], gAorb\iJ 3. 光栅级次通道的选择
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M^Z=~512g -.?
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tY 示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试
IMbF]6%p( '}(>s%~ 1. 光栅配置和对准
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A|1xK90^XT !9NF@e'&! → 查看完整应用使用案例
Q&{C%j~N
hx&fV#m 2. 基底处理
Hy\q{ (nq""kO6'
qOy(dG g }"WovU{*s 3. 谐振波导光栅的角响应
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%La7);SeY %G2g
@2 4. 谐振波导光栅的角响应
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0Yq_B+IC v{|y,h&]a 示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法
e#k rr 2HBey 1. 用于超短脉冲的光栅
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!y~nsy:&7x +JC"@
→ 查看完整应用使用案例
goyDG/ AEnkx!o 2. 设计和建模流程
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H/M]YUs/3 +,YK}?e 3. 在不同的系统中光栅的交换
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