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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 t=xEUOQAn W&:0J 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。 HsUh5; .}v" `>x
."=%]l0 h6OQeZ. 2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 E>f{j:M }]PHE(}7 单光栅分析 _ilitwRN3 −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。 SOOJq C −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。 5OtdB'UITd tpC^68*F
^ =n7E 系统内的光栅建模 Nh_\{
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5 −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 S2;^ −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。 (tOhuSW <R;wa@a>
e,VF;Br 5h`L W AB 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。 @+H0D" k&%i+5X 3. 系统中的光栅对准 9Dgs
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i e\cyiW0 安装光栅堆栈 oKCy,Ot< −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)。 ;nP(S`' −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 lTP#6zqfv 堆栈方向 2dkWzx −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 `G/g/>y )\EIXTZY=
b<~-s sL7a ^@O7d1&y {yWL|:#K 安装光栅堆栈 G^#>HE| - 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)。 GRbbU#/=G - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 vN\[2r%S 堆栈方向 l^nvwm`f#: - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 RuIBOo\XL7 - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 05T?c{ ; 2m:K
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W/xPVmnV T+@i;M un_NBv} 横向位置 |cY,@X,X6 −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。 Se'SDJl= −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。 GI/NouaNfm −光栅的横向位置可通过一下选项调节 x@Z{5w_a 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 )Bn
}|6` 通过组件定位选项。 c{I]!y^! #eOHe4Vt
KFHZ3HZ:> 4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 {+hABusq "WQ6[;&V >pLJ ,Z 单光栅分析 8+}rm6Y+ - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 r^}0qO,XM 系统内的光栅建模 %p )"_q!ge - 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。 bRy(` - 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。 pXO09L/nv - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 h`\$8oV vw;aL#PP
go AV+V7 uK$ Xqo%L 5. 光栅级次通道选择 U@y)x+: [BD`h (~N?kh: 方向 e[u}Vf - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 v{t
pRL0 衍射级次选择 2I_ yUt- - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 <ytzGDx - 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。 BYEZ[cM 备注 2K};-}eW - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 &lSNI5l L7buY(F(
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cs2po 6. 光栅的角度响应 p4f9v:b[ ,zM@)Q;9 \XV8t|* 衍射特性的相关性 iko>G - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 j
[lS.Lb - 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。 ZN$%\,< - 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) HL4=P,' - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 A(E}2iP9= CYy=f-
=YgH-{ $rcv@-l 示例#1:光栅物体的成像 02t({>` ao9#E"BfM 1. 摘要 K*T^w3= 56<U xIa~
4E 5;wH 9&f+I@K → 查看完整应用使用案例 Gh=I2GSo 07:V[@' 2. 光栅配置与对准 -V6caVlg aUEr& $
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u*2?Gky 8+|W%} 3. 光栅级次通道的选择 P'tXG ,M{G
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v%cCJ SO# Qf^c}!I 示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 |3e+ K. b-VtQ%Q 1. 光栅配置和对准 zTB&Wlt E5rV}>(Y
.c}+kHv L#K`F8Wi= → 查看完整应用使用案例 W/BPf{U &^#iS<s1 2. 基底处理 dX/7n= I
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?H PAX 2)\->$Q(H 3. 谐振波导光栅的角响应 nX3?7"v li3,6{S#
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C01MDIY 4. 谐振波导光栅的角响应 P05`DX}r, ;@qS#7SRB
@6~lZgXOV[ u@e.5_:S) 示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 gC2}?nq* YOLzCnI4 1. 用于超短脉冲的光栅 +U<YM94? asYk#;z\"
i,ZEUdd*_ Nf!N;Cy? → 查看完整应用使用案例 /lUfxc4 B;N<{Gb 2. 设计和建模流程 Ed u(dZbKg _N|%i J5
[pTdeg;QE o]&q'>Rf 3. 在不同的系统中光栅的交换
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%r1#G.2YW YRVh[Bqg` 文件信息 EQlb:;j :lo5,B;k
@-[}pZ/ QQ:2284816954 备注:光学 %Ve@DF8G
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