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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 G^5}T>TV Il>!C\hU 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。 O$LvHv! K6{{\r
#:e52= G)M9to 2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 wSBDJvI kuqf( 单光栅分析 p.n+m[ −通过主窗口“光栅”菜单,可以进入仅针对光栅的特殊评估环境。 ZFY t[: −它有助于分析和可视化光栅的衍射特性,例如衍射角度和效率。 ?,O{,2} d7qHUx'=z
Y }aa6 系统内的光栅建模 vn9_tL& &AG,]# −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 sTU`@}} −这样可以对系统内的光栅进行建模,从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。 Ir }r98lz DI"mi1ObE
{YT!vD9. D}r,t_]Eb 两种建模方法通常可以一起使用,如先优化光栅结构本身,然后将其插入系统。 JFIUD{>fp *am.NH\ 3. 系统中的光栅对准 V \,Z ( '!I^Lfz-Z 5V Dqx@( 安装光栅堆栈 4jfkCU −为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。 4#{i −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 k,LeBCqGcb 堆栈方向 K1AI:$H −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 b7^VWX% |X,T>{V?y
$WI=a-;_e %qfql VPx"l5\ 安装光栅堆栈 /pt%*;H - 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)。 mzLDZ#=b - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 :,X,!0pWRp 堆栈方向 bwR24>8lP - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 K3Zc>QL{ - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 +1zCb=;!{ Pwn"!pk
7@NAky( -K9bC3H eZ#nZB 横向位置 u=JI 1 −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。 M^JRHpTn −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。 Hr |De8#f −光栅的横向位置可通过一下选项调节 y w)q3zC 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 6r4o47_t8# 通过组件定位选项。 i/N4uq}'A< I0trHrX9
fOs"\Y4 4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 9tvLj5~ gDU~hv -]\cUQ0 单光栅分析 L
s6P<"V - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 UE^_SZ 系统内的光栅建模 !*_5 B' - 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。 .]}kOw:(# - 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。 ?&W1lYY - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 K<'L7>s3lA $R4[TQY).!
l3dGe' b1Bu5%bt,: 5. 光栅级次通道选择 q] eSDRW !{tkv4 E~Eh'>Y(B 方向 WDc2Qt - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 JfS:K' 衍射级次选择 {Hxvt~P - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 iTJSW - 并非总是需要考虑所有衍射级,建议仅使用感兴趣的衍射级。 '~Uo+<v$w 备注 lX$6U|! - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 +`4`OVE_# o7Ms]AblT
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j4|_- 6. 光栅的角度响应 R
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~SuL3 `\LhEnIwu 衍射特性的相关性 "X4L+]"$g - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 oxT..=- - 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。 7DaMuh~< - 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) <$!^LKKzA - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 Mr'P0^^ 0T-y]&uo
.zxP,]"l Ba==Ri8$ 示例#1:光栅物体的成像 2(~Y ^_ l`D^)~o8 1. 摘要 l1BbL5#1Q> %HOMX{~}#
0ant0< dER#)bGj → 查看完整应用使用案例 pGEYke NU CMI'y(GN 2. 光栅配置与对准 ^3B)i= q2v:lSFY
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Bc%A aZ0x u%n6!Zx 3. 光栅级次通道的选择 +c&n7 LB*qL
*xm(K+j ]C.x8(2!f 示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 jSa9UD Cw`8[)=}o 1. 光栅配置和对准 l!VPk"s 1n}q6oa=
ZI"L\q=|0# z"/Mva3| → 查看完整应用使用案例 K"~Tk`[0Q Da_8Q(XFe 2. 基底处理 7w}D2|+ u{Jv6K,
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P 3. 谐振波导光栅的角响应 !]c]:ed\C v@zpF)|
,#=ykg*~/ ,Qvclu8r 4. 谐振波导光栅的角响应 a^yBtb~,P aq-`Bar
jG($:>3a@ l#7].-/ 示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 l5sBDiir% ]3.Un,F 1. 用于超短脉冲的光栅 VayU >7@kwj-f)
|n9~2R T3po.Km\{ → 查看完整应用使用案例 DG_tmDT4 K:}~8 P>^ 2. 设计和建模流程 k2>gnk0 *69yB
gH87e mKWfRx*UdG 3. 在不同的系统中光栅的交换 ,:yv T6)p &P8 Run
B<.XowT' ml7nt0{ 文件信息 7%rSo^t,L f.f5f%lO~
KP)BD; QQ:2284816954 备注:光学 V,,/}f'
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