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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
D0g ZC ([
jF4/ 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。 T^:UBjK6t{ k9)jjR*XxG
6WV\}d: ^m?KRm2 2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 }~#pEX~j* d_4T}%q 单光栅分析 ;epV<{e$q4 −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。 /3;4#:Kkw −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。 Xg<*@4RD8 j]*j}%hz
t0z!DOODZP 系统内的光栅建模 n.wF&f'D] HHiT]S9 −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 Nndddk` −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。 A6GE,FhsG hZh9uI7.
Wm_4avXtO P/xKnm~ 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。 kjEEuEv g) p,5BADm 3. 系统中的光栅对准 G:<`moKgL lrnyk(M}Q. wB.Nn/p 安装光栅堆栈 ObLly%|i −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)。 B+[A]dgS −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 j;s"q]"x] 堆栈方向 @7n/Q( −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 7:9.&W/KE 7h6,c /<
XEn*?.e { T4 Gqcq,_?gt 安装光栅堆栈 A]YVs - 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[<Dk$7K - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 [
j3&/ 堆栈方向 Swp;HW7x - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 a["2VY6Eq@ - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 1U^A56CN 43={Xy
m>4ahue$ (4'$y`Z z|asa* 横向位置 A;/-u<f −对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时,必须考虑光栅的横向位置。 Sp7ld7c −例如,激光束(紧密地)聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上,效果可能会大不相同。 (S xR`QP?, −光栅的横向位置可通过一下选项调节 I4i2+
*l} 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 }e2(T 通过组件定位选项。 F#5B<I ##@$|6
}-~X4u# 4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 PZ{Dv'C eFpTW&9n l5\"9 ,< 单光栅分析 p"l3e9&'j - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 6)vSG7Ise 系统内的光栅建模 e=4+$d - 但是,任何现实的光栅结构都放置在基底上,使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 e*bH0'; q - 平面建模考虑了菲涅耳损耗,但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 wD68tG$ - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 kGd<5vCs HPb]Zj
w3=%*< n) k1 5. 光栅级次通道选择 {e+-vl *uo'VJI7_, oqLfesV~ 方向 OE4+GI.r- - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 A5i :x$ww 衍射级次选择 5aln>1x>hn - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 (9<guv - 并非总是需要考虑所有衍射级,建议仅使用感兴趣的衍射级。 v^ zu:Z* 备注 ;9~6_@,@o - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 .&9 i h$.:Uj8/
:6zG7qES3 td4[[ / 6. 光栅的角度响应 NzU,va N Qb)C[5a} 6ezS {Q 衍射特性的相关性 x.3J[=z=> - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 d'/TdVM - 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。 )(tM/r4`c& - 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) QHWBAGA - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 [@Q_(LQ-U vfl5Mx4
RjWqGr;bO G!Um,U/g 示例#1:光栅物体的成像 mwY
IJy[ mcn 2Wt 1. 摘要 ,RgB$TcE /}Lt,9
_UT$,0u_i !'j?.F$} → 查看完整应用使用案例 jL^](J> zoDH` h_ 2. 光栅配置与对准 esHQoIhd AgRjr"hF*e
Gg~QAsks
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N.4q.
Pl<;[cB Kh4$ wwn 3. 光栅级次通道的选择 RPIyO hUD7_arKF
vTaJqEE !^v5-xO?rP 示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 ~}!3G -AhwI 1. 光栅配置和对准 =)E,8L N? 5x9duK
xB@|LtdO9; RGn!{= → 查看完整应用使用案例 Gcb|W& +uBLk0/)> 2. 基底处理 25NTIzI@@ I+!:K|^
"Tm[t?FMbe 2P]L9'N{Y 3. 谐振波导光栅的角响应 Wm H~m k" =1P6Vk
TZtjbD>B Wd0[%`dq 4. 谐振波导光栅的角响应 Oky**B[D' r?CI)Y;
+rIL|c}J 8)kLV_+% 示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 gtYAHi \`ZW* EtPI 1. 用于超短脉冲的光栅 YPzU-:3 (mtoA#X1:h
wZ4tCZA `fNG$ODL → 查看完整应用使用案例 :K
~ _BFOc>0 2. 设计和建模流程 Y-'78BJk pA;-vMpMj
i5>+}$1 {QbvR*gv 3. 在不同的系统中光栅的交换 '|7Woxl9 Z4){
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.>wv\i[p 6l$L~> 文件信息 X[2[!)Rk SxK:]Aw
En&5)c+js4 QQ:2284816954 备注:光学 Fkf97Oi
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