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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 Vcr VaBw v~f'K3fLp 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。 `/0u{[
}s(C^0x h07eEg 5y040
N- 2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 "Tv:*L5 X% X$Y6 单光栅分析 i+1Qf −通过主窗口“光栅”菜单,可以进入仅针对光栅的特殊评估环境。 j3{HkcjJG −它有助于分析和可视化光栅的衍射特性,例如衍射角度和效率。 mbGcDG[HQ >K5~:mx#3 S*xhX1yUi 系统内的光栅建模 K0oFPDJN |_, /u_ −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 u0g*O]Y −这样可以对系统内的光栅进行建模,从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。 A=y"x$%-_ "9ue76 jWSb5#Pw d@Q][7 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。 S+iP^*L,c M7vj^mt? 3. 系统中的光栅对准 {\L|s5=yr rw]yKH P:^=m*d 安装光栅堆栈 u1N1n;# −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)。 P.h.MA] −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 .&PzkqWZ 堆栈方向 V~[:*WOX −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 Z(`r -}f I @/ k x
er 5uttv:@= _Z.cMYN ~z`/9; 安装光栅堆栈 '#<> "| - 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)。 CL1
oAk - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 LXNQb6! 堆栈方向 pC^2Rzf - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 / gu3@@h - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 8%-%AWF] e3g_At\ >C# kqxfg O|7yP30?M oq. r\r
横向位置 Ye@t_,)x −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。 9n 6fXOC −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。 # 66e@ −光栅的横向位置可通过一下选项调节 vhpvO>Q 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 8YKQItK 通过组件定位选项。 X4'kZ'Sy< N Bz%(?\ LABNj{=D! 4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 R8 jovr #w*"qn#2Uz ?:/|d\,7@ 单光栅分析 C_Gzv'C"L - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 ]"h=Qc 系统内的光栅建模 nB&j
- 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。 VMF|iB - 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。 uy9!qk - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 t!t=|JNf{ ,E9d\+j 8&."uEOOU Hm4bN\% 5. 光栅级次通道选择 !M^\f
N1 ;{Jb6'K1h {cR3.%wX 方向 Q1T@oxV - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 #KE;=$(S 衍射级次选择 J*K<FFp3< - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 z mbZ - 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。 )5G QJiY 备注 TY6
rwU - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 SQE`
U aS/`A Y`^o7'Z2^P gQ+9xT d 6. 光栅的角度响应 0H+c4IW $"fzBM?5 FWY[=S 衍射特性的相关性 8W,*eke? - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 Noz&noq - 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。 -_|]N/v\ - 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) HsH<m j - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 R@n5AN( lwJip IO ;($1Z7j+ I4~^TrznRa 示例#1:光栅物体的成像 }p{;^B Bc[6*Y,%T 1. 摘要 e1uMR-Q @ef$b?wg [+Un ^gD RJPcn)@l → 查看完整应用使用案例 jb3.W i| 4_m 2. 光栅配置与对准 #_fY4vEO a(|xw ! TDD^ k>>`fE\K 5~U:@Tp &CUC{t$VHX ?4sJw: 3. 光栅级次通道的选择 N&x:K+Zm. ]QS](BbD: ?K<ZkYw? ETm]o
示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 c'rd $ B{PLIisc 1. 光栅配置和对准 _:%U_U Qi:j)uDW l5HWZs^ 4#h?Wga → 查看完整应用使用案例 QkE,T0,/?h y\Dn^ 2. 基底处理 $3 vhddO 9GPb$gtx 6w!e?B2/% 6RP+4c 3. 谐振波导光栅的角响应 2&x7W* P&\X`ZUA _>i|s|aW 6l[G1KkV 4. 谐振波导光栅的角响应 Y%h}U<y OHhs y|W f?0D%pxc}& NQR^%<hU 示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 "*bk{)dz} Xl?YBZ} 1. 用于超短脉冲的光栅 `Hd9\;NJ R+F,H` !
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r'| → 查看完整应用使用案例 (Y )!"_| <tW:LU(! 2. 设计和建模流程 ~lk@6{`l|1 [?I/Uo8
3G.r- - `4Ty*K 3. 在不同的系统中光栅的交换 esteFLm`6 O4N-_Kfp/ 0[i}rC9& FT4l$g7" 文件信息 fCr\u6Tb KK$ a;/ 5A,=vE QQ:2284816954 备注:光学 `I{ tZ$iD
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