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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 8(kP=
,nnVHBN 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。 x4e8;A(y ]4
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\|< 5zL w.0:#4 2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 QBwgI>zfS" a?gziCmS?C 单光栅分析 9?i~4&EY −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。 W:TF8Onw −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。 laX67Vjv fo$Ac
z&W5@6")` 系统内的光栅建模 W4V
!7_ kE*OjywN −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 Xx;4 −这样可以对系统内的光栅进行建模,从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。 ry[NR$L/m zSM;N^X 8?
[(D^`K<b 0X:
:<N@ 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。 j ?gscQ3 k2t#O%_f 3. 系统中的光栅对准 Kulh:d:w 4&a,7uVer {I"`( 安装光栅堆栈 Ua](o 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)。 }3xZ`vX[T −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 iTpU4Qsj 堆栈方向 UW@BAj@^@ −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 _=d
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HaiaDY) cPL]WI0( /'uFX, 安装光栅堆栈 cJQ& #u - 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)。 :Tu%0="ye - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 ),#hBB`ZA 堆栈方向 5Z@~d'D - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 Ei&
Z - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 \Tii
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r|!r!V8j ^+)q@{\8Y rh%-va9 横向位置 b( qO fek −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。 Pcox~U/j −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。 ujMics( −光栅的横向位置可通过一下选项调节 F')fi0= 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 JRT,%;*, 通过组件定位选项。 ^,;AM(E 5lp};
C6P(86? 4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 |fTWf}Jx 1E'/! | w\PCBY= 单光栅分析 sH}q &= - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 y5AJ1A6?E 系统内的光栅建模 3$hbb6N%6. - 但是,任何现实的光栅结构都放置在基底上,使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 |m5 E%E - 平面建模考虑了菲涅耳损耗,但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 <F7g;s'q9 - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 W<"{d rt5eN:'qY
i9FtS7 `4N{x.N 5. 光栅级次通道选择 #Lq{_Y mhXSbo9w- YKZk/m&H 方向 4EB&Zmg[K - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 *gxo!F} 衍射级次选择 i8Y$cac! - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 buv*qPO - 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。 5?()o}VjAO 备注 6QC=:_M; - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 /e0cx:.w 1; "t8.*%e
zJJ6"9sl M zbs#v0 6. 光栅的角度响应 *~0Ko{Avc w_ sA8B ggR--`D[ 衍射特性的相关性 8!c#XMHV - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 e yLVu. - 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。 p@se
5~ - 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) X%>Sio - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 U.[?1:v +[sZE
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1>!wm0;x 7wU$P 示例#1:光栅物体的成像 jD
eNCJ {ta0dS;1 1. 摘要 YsHZFF i(k]}Di:
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B 03\P ca!=D $ → 查看完整应用使用案例 )E2^G)J$W NQD*8PGfj 2. 光栅配置与对准 kK]^q|vb6 JvZNr?_w%
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[AZN a 8?S)>-mwv 3. 光栅级次通道的选择 P2+Z^J`Y> 8jnz;;|
,;2x.We | Ts0h?"a 示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 gDmwJr Z!qH L$ 1. 光栅配置和对准 {[&_)AW6m% Z{|U!tn
Wy'H4Rg8 INyakAmJ}- → 查看完整应用使用案例 .Fy f4^0 w;;.bz m 2. 基底处理 vIoV(rc+ JERWz~n}
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D gGiLw5o, 3. 谐振波导光栅的角响应 +U%U3tAvs U*Hw
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"SuBtoK <V3N!H_d 4. 谐振波导光栅的角响应 =/k*w#j mkCv
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95,{40;X7 -1Luyuy/` 示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 e6n^l$' zk[%YG& 1. 用于超短脉冲的光栅 }<EA)se" 0.^9)v*i
7DU"QeLeb ?w}E/(r → 查看完整应用使用案例 4No!`O-!& ;)^eDJ< 2. 设计和建模流程 H-Uy~Ry*T !,*#e
#!?5^O {-sy,EYcw 3. 在不同的系统中光栅的交换 %}U-g"I x+}6qfc$9k
^oFg5 4MVa[0Y 文件信息 y7I')}SC M'=27!D^
2EubMG QQ:2284816954 备注:光学 "RG.27
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