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infotek 2021-05-20 09:37

光学系统中的光栅建模——实例讨论

1. 摘要 \hk/1/siyF  
!7lj>BA>  
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。 ^<V9'Ut   
Uv?'m&_  
x49!{}  
"#^MUQ!a  
2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 aP~gaSx  
74vmt<Q  
 单光栅分析 (4~WWU (iT  
−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。 34C``i  
−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。 f~& a-  
V: p)m&y6  
4~?2wvz G4  
 系统内的光栅建模 gzfbzt}?  
m$UvFP1>u1  
−在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 /MMtTB H  
−这样可以对系统内的光栅进行建模,从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。 HR{s&ho  
P9#)~Zm}]  
MB$a82bY  
f>iuHR*EXB  
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。 =DgC C|p  
3l:QeZ  
3. 系统中的光栅对准 ;i)KHj'  
4_Rdp`x#J  
5rN _jC*U  
 安装光栅堆栈 mVf.sA8  
−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)。 aPIr_7e  
−参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 4 \Di,PPu  
 堆栈方向 s"mFt{Y  
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 (9.yOc4  
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~ l )t|'6  
T&}Ye\%  
;<6"JP>0  
 安装光栅堆栈 )h"Fla  
- 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)。 Bhuw(KeB  
- 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 mxtgb$*  
 堆栈方向 XL"=vbD  
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 JieU9lA^&B  
- 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 ZJXqCo7O  
JLUms  
rc~Y=m   
zGs|DB  
(&Q)EBdm  
 横向位置 N du7nKG  
−对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时,必须考虑光栅的横向位置。 `!Ln|_,d  
−例如,激光束(紧密地)聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上,效果可能会大不相同。 |HgfV@Han  
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 A~y VYC6l  
 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 BR3mAF  
 通过组件定位选项。 0VG=?dq  
}u^:MI  
5ZsDgOeY  
4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理
22bT3  
6Kht:WE  
/#\?1)jCK  
 单光栅分析 cyc>_$/;1  
- 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 g\J)= ,ju,  
 系统内的光栅建模 Qv!rUiXq  
- 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。 wO.B~`y  
- 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。 # ITLz!g E  
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 \]a uSO  
[f(uqLdeM  
_W+Q3Jx-(  
=tq7z =k  
5. 光栅级次通道选择 "gg(tp45  
sN@j5p^jc  
onh?/3l  
 方向 TQ~&Y)".  
- 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 lxOqs:b  
 衍射级次选择 wz@/5c/u  
- 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 |0DP} `~  
- 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。 qa;EI ;8  
 备注 Ps|QW  
- 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 VS%@)sI|Z  
C&oxi$J:p+  
)+k[uokj  
+DxifXtB  
6. 光栅的角度响应 -_w~JCx  
YiBOi?h9  
* S{\#s  
 衍射特性的相关性 8tC+ lc  
- 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 y8D 8Y8B  
- 对于不同的波长/偏振,衍射效率也不同,并且对于不同的入射角,衍射效率也不相同。 !r2}59 J  
- 为了解决与角度有关的衍射行为,可能需要指定k域中的采样点(等效于角度空间) kFnUJM$r  
- 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 q"l>`KCG`  
M3PVixli3  
B*BHF95!  
K wQXA'  
示例#1:光栅物体的成像 : (RL8  
5bF5~D(E  
1. 摘要 &LwJ'h +nd  
f0g6g!&gf  
iF+S%aPd#  
FqL`Kt  
查看完整应用使用案例
;7)OSGR  
{\F2*P  
2. 光栅配置与对准 =cknE=  
   mn Qal>0~  
e$x4Ux7*"  
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H2s*s[T -  
!HbqbS22  
rg"TJ"Q-  
3. 光栅级次通道的选择 MQjG<O\  
}q/(D?  
zmdWVFV v  
   /1H9z`qV  
示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 '=-s1c@^  
S/KVN(Z  
1. 光栅配置和对准 Ae3,W  
1+VY><=n  
(xjqB{U  
o8iig5bp  
查看完整应用使用案例 (c  u'  
`\nON  
2. 基底处理 ;,()wH  
BJ_+z gf`  
Q|6Ls$'$  
EaJDz`T}  
3. 谐振波导光栅的角响应 ^n6)YX  
6yy|V~5  
.ou!g&xu  
$:T<IU[E  
4. 谐振波导光栅的角响应 TB ;3`  
^cfkP(Y3kx  
.G7]&5s  
   "``W6W-(  
示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 3w[<cq.!  
TXZ(mj?  
1. 用于超短脉冲的光栅 ^=aml   
>_|Z{:z]d.  
]J8KCjq@  
82G lbd)  
查看完整应用使用案例
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2. 设计和建模流程 !N@S^JD6  
u=_bM2;~Z  
Z%,\+tRe  
vB&F_"/X2  
3. 在不同的系统中光栅的交换 lQ=&jkw  
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7,) 67G;  
CVyx lc>  
文件信息 bIvJs9L  
4GMa5]Ft  
.Um?5wG~i  
QQ:2284816954 备注:光学 }1X11+/W  
cmmjava 2022-09-05 19:18
感谢分享。~~~学习,思考,实际练习操作,提高!
落叶 2023-01-30 10:50
为什么看不了图片呢 97:t29N  
谭健 2023-01-30 11:48
学习中呢? CrRQPgl+u  
二牛26 2023-05-15 18:11
qq加不了,需要知道你的名字
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