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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 `fHiY.- g9Ll>d)tE3 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。 W12K93tO rGO3
YLr2j 7 a_x6 v* 2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 +d15a%^` g==^ioS}* 单光栅分析 8gdOQ=a −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。 A` 8If −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。 c}cboe2 N:zSJW`1
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系统内的光栅建模 /otgFQ_ MS)bhZvO −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 pu#<qD*w −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。 XsC bA8Qv x]M1UBnMN
>skS`/6 O@$i 两种建模方法通常可以一起使用,如先优化光栅结构本身,然后将其插入系统。 K!mgh7Dx U9s y]7 3. 系统中的光栅对准 C,rZ}- '%4,! z@j&vW 安装光栅堆栈 `z.#O\@o −为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。 Q.yoxq −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 v|z1nD!?] 堆栈方向 0]HIc −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 gsH_pG-jU x(~l[hT
Ws@s(5r `.XU|J*z, |@F<ajlV 安装光栅堆栈 v]>(Ps )R - 为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。 +aap/sYp - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 04TV./uA 堆栈方向 "M]]H^r5 - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 >XN&QVE - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 x$*OglaS FS0SGBo
+{Ttv7l_2 a6C~!{'nW xOH@V4z: 横向位置 ;8UHPDnst −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。 L\5n!(,0 −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。 4k8 @u −光栅的横向位置可通过一下选项调节 K[H$qJmPX 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 c2QC`h(Wb 通过组件定位选项。 [LK
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uU0'y4= 4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 xb\lbS{ f n&^Rs)%v L`BLkDm
单光栅分析 9b>a<Z
- 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 IZGty=Q_ 系统内的光栅建模 "A7tb39* - 但是,任何现实的光栅结构都放置在基底上,使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 uWSG+ - 平面建模考虑了菲涅耳损耗,但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 ,h"M{W$ - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 y)2]:nD`B uzOZxW[e
LdL< 5Q[ G9jtL$}E< 5. 光栅级次通道选择 rHznXME$wZ !#QD;,SE+ BTB,a$P/ 方向 :hr%iu - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 vhKD_}}aP 衍射级次选择 98l#+4+ - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 F -m1GG0s - 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。 h4U .wk 备注 umciP - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 zT@vji%Y Mppb34y
aX!J0&3 ke0Vy(3t{h 6. 光栅的角度响应 z[B7k%} 9E+^FZ e x~
I cSt 衍射特性的相关性 `ainJs:B - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 I>:'5V - 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。 ) E5ax~ - 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) *<KY^; - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 Q"KH!Bu%P l ^{]pD
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sm s`TfNwDvU 示例#1:光栅物体的成像 7kO
1d{u6b =^6]N~*,D 1. 摘要 7l?-2I'c '8Yx
F4*f_lP &_ber ad → 查看完整应用使用案例 |(Sqd;#v Mv_4*xVc 2. 光栅配置与对准 Te;`-EL :iq1-Pw
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)`-cfg v6]lH9c{,
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CpA=DnZ )V3G~p=0 3. 光栅级次通道的选择 $L(,q!DvH dP )YPy_`
07n=H~yU P'zA=Rd&~> 示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 Dp>/lkk. LqW~QEU( 1. 光栅配置和对准 'Kl} y, F&Q:1`y
pj'Yv ofsua?lSe → 查看完整应用使用案例 I6\l6 o :[!rj 2. 基底处理 uV{cvq$jy :Z,zWk1|
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Z# 3. 谐振波导光栅的角响应 k |M -K PbA`j+
<.#i3! ZfoI7<?33 4. 谐振波导光栅的角响应 zK?[6n89f MK,#"Ty}zK
zoA]7pG- pf[bOjtR 示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 t '* L, Lk4gjs,V 1. 用于超短脉冲的光栅 j%0D:jOY] (zte 'F4
=#^\9|?$ "RiY#=}sm → 查看完整应用使用案例 QrDI$p7;' ELPzqBI 2. 设计和建模流程 o^H.uBO{ Sw%^&*J
B/AS|i] sM ??)IPRv?yF 3. 在不同的系统中光栅的交换 VM88#^ [s"xOP9R
&i$p5 9n%vz@X 文件信息 *7FtEk/l TZ3"u@ 06
qYF150 QQ:2284816954 备注:光学 ^,*!Qk<c
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