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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 Ln
-?/[E oYM3$.{E 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。 L#N.pd
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PP`n>v=n u(a&x|WY 2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 'GoeVq dNt|"9~& 单光栅分析 -k{R<L
−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。 DfFPGFv −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。 }iloX# VO6y9X"
W"@lFUi 系统内的光栅建模 . +?lID mR@Xt# −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 ]997`,1b −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)\5Uy ,p1]_D&
:*nBo H)+kN'J 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。 Ol0|)0 B+sqEj- 3. 系统中的光栅对准 _Q}z 6+_\ $8}'6, .?j8{> 安装光栅堆栈 ;^i,Q} b/ −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)。 8;NO>L/J]i −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 3dphS ^X 堆栈方向 $O-, :<HY −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 c[7qnSH uK5Px!
L?(rv.lb xU"qB24]= 1w^[Eno$$ 安装光栅堆栈 m m`3-F| - 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)。 Q1[s{, - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 Q.AM 堆栈方向 #"JU39e - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 YPEd
XU8} - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 =SnR9In <`q o*__1
/XB1U[b Oc`fQqYy 4UkLvL1x 横向位置 xwH`alu −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。 20)Il:x −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。 ]H[\~J −光栅的横向位置可通过一下选项调节 ?Gfe? 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 i=+6R 通过组件定位选项。 .zt]R@@6 N~d]}J8}gx
Nb1lawC 4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 Akf9nT )Cl&"bX Of=z!|l2 单光栅分析 ZP<X#]$qb - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 Y."[k&P- 系统内的光栅建模 9g"H9)EZ^ - 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。 |93%, - 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。 iz(+(M - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 8hg(6 XUG 5KSsRq/8"
;4IP7$3G \zwb> ^ 5. 光栅级次通道选择 =I1@ O9}+i \^cn}db) {xX|5/z 方向 RT>3\qhZ - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 G#Ow>NJ 衍射级次选择 /'(P{O>{j - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 HPQ ,tlp6j - 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。 5UbVg 备注 $7,dKC & - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 ($TxVFNT G`z48
Cu]X&l g:g>;"B
O 6. 光栅的角度响应 7d*<'k]{, Yy}aQF#M $j/F7.S 衍射特性的相关性 GZw<Y+/V"5 - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 wF(FV4#gs - 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。 [% jg;m - 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) ~gc)Ww0(Q - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 Fk43sqU6~ rSk $]E ]Z
0)NHjKP ".u?-xcbJ 示例#1:光栅物体的成像 u=[oo@Rk` or<JjTJ\o_ 1. 摘要 S]>_o "|HV u@HP@>V
){}#v& PD?H5W3@ → 查看完整应用使用案例 zSO[f QEPmuG 2. 光栅配置与对准 tv2dyC&a cg~FW2Q
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*;m721# 'a}{s>{O 3. 光栅级次通道的选择 ?9mY #_Of Km?i{TW
-<sXvn K6X1a7 示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 }?JO[Q + -4]6tt'G 1. 光栅配置和对准 sDiYm}W ?|33Np)
X DX_c@U e:l 6; → 查看完整应用使用案例 Rg6>6.fk* 38#(ruv 2. 基底处理 A9#2.5 )mEF_ &
"hvw2lyp3 s{/nO) 3. 谐振波导光栅的角响应 QNo}nl/N 8+gn
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)Mok$ (xTHin$ 4. 谐振波导光栅的角响应 ZjcJYtD /~yqZD<O
09"~<W8 DlP}Fp { 示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 5HU>o|. y.nw6.`MR 1. 用于超短脉冲的光栅 Gc'HF"w A!J5Wz>Q5
YJ9_cA'A @sDd:>t → 查看完整应用使用案例 itP_Vxo/H exhF5,AW|K 2. 设计和建模流程 '>6-ie^0 , ^nUi c
:$WRV- uC3$iY:_e 3. 在不同的系统中光栅的交换 YPM>FDxDB O []+v
HCu1vjU(] a'\`Mi@rb 文件信息 1>2397 <.<Nw6
V>nY? QQ:2284816954 备注:光学 8P*n|]B.'
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