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2021-05-20 09:37 |
光学系统中的光栅建模——实例讨论
1. 摘要 R;=6VH 4 ROWz 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|8V @.@i #6FaIq92V 2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 u@"o[e': U5wTGv4S| 单光栅分析 n^Au*' −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。 CI1m5g [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。 =w ,(M ArdJ."
JE%i-UVH+; 系统内的光栅建模 B=x~L ) hPVX()O! −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 }Ch[|D=Wd6 −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。 xf UhSt ks^|>
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o;'4c 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。 K-Y*T}? E#~2wqK 3. 系统中的光栅对准 QW:Z[?39^ HU.1":.; 3 \9][S-B 安装光栅堆栈 W.GN0(uG −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)。 9e76pP( −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 S%P3ek>3 堆栈方向 K \m4*dOv −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 ].c@Gm_( <W9) Bq4
6 cr^<]v ! VG#$fRrZ "$%{}{#W0 安装光栅堆栈 iqlVlm>E - 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)。 a#6,#Q" - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 :'b%5/ ^q 堆栈方向 FrgV@4'2G - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 | )S{(#k - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 _/8y1)I zh
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<X9T-b"$h D)RdOldr 2w;G4 横向位置 k@lXXII ? −对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时,必须考虑光栅的横向位置。 AzW%+ LUD −例如,激光束(紧密地)聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上,效果可能会大不相同。 {K6Kx36 −光栅的横向位置可通过一下选项调节 sF,
uIr/ 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 se"um5N- 通过组件定位选项。 T=Ol`?5 =NI.d>kvC
jm~mhAE# 4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 )SC`6(GW q8tP29 "&s9cO.H 单光栅分析 <(ubZ - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 .Lp Nm'=R 系统内的光栅建模 U5 -zB)V - 但是,任何现实的光栅结构都放置在基底上,使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 SIJ# ?0, - 平面建模考虑了菲涅耳损耗,但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 L)j]~^P$- - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 `mWQWx$V! k^~@9F5k
6Eij>{v 8dYk3sk 5. 光栅级次通道选择 MJpP!a^Q 2"B}} b"*mi 方向 #xD&z^o - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 [+Yl;3&] 衍射级次选择 `mh-pBVD1 - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 k,yc>3P;U - 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。 5 >0\e_V 备注 ]wJ}-#Kx - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 ze-TBh/ v[p/c.p?i
MLEIx() #3AYz82w 6. 光栅的角度响应
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bp#1KR) \a9D[wk;@ 8N</Yi|n 衍射特性的相关性 >F_qa=t%[ - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 .eZPp~[lAN - 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。 p=#'B*'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) -P IA;#Gs - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 IF,i^, ^\Ue7,H-
QYODmeu 8ItCfbqa6 示例#1:光栅物体的成像 wC4AVJJ^> ~5XL@j I^ 1. 摘要 "\wDS2M) e3oYy#QNk
t1*BWY Xs.$2 → 查看完整应用使用案例 )VV4HoH]8 K{eqB!@j 2. 光栅配置与对准 GgZEg
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:/,w {d*qlztO 3. 光栅级次通道的选择 ]k3GFPw 8k*
4F1.D9u 3.GdKP.% 示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 @[[Cs*- LRqw\fKk[ 1. 光栅配置和对准 xC=3|,U R?={{+O
Sl+jduc ;OT#V,}r → 查看完整应用使用案例 D!OG307P !)l%EJngL 2. 基底处理 &zg$H,@Qp m,"cbJ
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0qotC6l~_w A{u\8-u 3. 谐振波导光栅的角响应 yC&b-y Fh3Dc 83~
C7c|\ T \V!X& a 4. 谐振波导光栅的角响应 E-7a`S [/#k$-
:g]HB,78 !m/Dd0 示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 Ej{eq^n s].'@_~s 1. 用于超短脉冲的光栅 l5N\>q T/spUlWu
#k|g9` [gg7Z|Hu → 查看完整应用使用案例 vY+_tpuEH "8j;k5< 2. 设计和建模流程 .AmM%I4K U}C#:Xi>$
l2KxZteXY0 ]@j"0F/` 3. 在不同的系统中光栅的交换 (
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{ P\8g8 M0" g/W 文件信息 7`'fUhB! *"9)a6T
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I5<#SW\a? QQ:2284816954 备注:光学 D*2p
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