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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 ~1}NQa(  
 V+(  
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。 |F6C&GNYT  
o F @{&  
dJCu`34Y'|  
r:YAn^Lg  
2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 S0"O U0`N  
EmY8AN(*  
 单光栅分析 KWXJ[#E<W  
−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。 %L~X\M:Qk  
−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。 Lw-j#}&6E  
S: /ShT  
ZXr]V'Q?  
 系统内的光栅建模 >-oa`im+  
|nocz]yU$  
−在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 ^S, "i V  
−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。 \@I.K+hj$  
+F 5Dc  
V ;>{-p  
{J|P2a[  
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。 Sqfa,3?L  
- FE)  
3. 系统中的光栅对准 B#q5Ut  
ztb2Ign<  
J'2R-CI,  
 安装光栅堆栈 YM#XV*P0 q  
−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)。 )vPce  
−参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 AV%Q5Mi}  
 堆栈方向 0aGfz=V&  
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 >} aykz*g  
|5g*pXu{  
Qaagi `  
tD>m%1'&  
L{(r@Vu  
 安装光栅堆栈 V&GFGds  
- 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)。 FeCQGT  
- 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 *TMg.  
 堆栈方向 u5idH),<  
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 21cIWvy  
- 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 tkJ/ h<  
s$Roe(J  
zBc7bbK  
E$Ge# M@dM  
/=Xen mmS  
 横向位置 8 5s{;3  
−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。 ` 6"\.@4  
−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。 +>I4@1qC-|  
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 s  fti[  
 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 w.0.||C O  
 通过组件定位选项。 }Efp{E  
5^%^8o  
fM2[wh@  
4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理
wmoOp;C  
E}a3.6)p  
gc(1,hv  
 单光栅分析 4+ 4? 0R  
- 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 /M'b137  
 系统内的光栅建模 [N$@nA-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。 t_j.@|/FZ  
- 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。 BkO"{  
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 gW*ee  
r Ssv^W+  
%X.Q\T  
+)7NWR\  
5. 光栅级次通道选择 s&fU|Jk8  
qi/%&)GZ  
zV2c `he%z  
 方向 4CN8>J'-  
- 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 ? X:RrZ:/  
 衍射级次选择 Q"Bgr&RJ  
- 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 3K#e]zoI  
- 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。 1,pg:=N9  
 备注 uAJ_`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 Um9=<*p  
|E?%Cj^W  
f0hi70\(X  
!p9BH6$`  
6. 光栅的角度响应 m\~[^H~g  
"= %-  
{'vvE3iZ  
 衍射特性的相关性 TbX ZU$[c  
- 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 Pb~S{):  
- 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。 Riw>cVi~  
- 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) L\"=H4r  
- 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 =h&^X>!  
C8{CKrVE  
C6, Bqlio  
r+Z+x{  
示例#1:光栅物体的成像 T]i~GkD\  
ivGxtx  
1. 摘要 S[ 2`7'XV  
|L+GM"hg  
pF8'S{y  
d3 N %V.w  
查看完整应用使用案例
nl?|X2?C  
?9PNCd3$d  
2. 光栅配置与对准 I5D\Z  
   kW(8i}bg  
`[ne<F?e  
v=W%|iZ  
~MQN&  
%EVg.k$  
UcK!v*3E  
3. 光栅级次通道的选择 Nd6N:1 -  
5 WAsEP  
dkVVvK  
   _p~ `nQ=7  
示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 ,Qh4=+jwqn  
=|G PSRQ  
1. 光栅配置和对准 }u|0  
A&t}s #3  
0umfC  
h7Ma`w\-  
查看完整应用使用案例 DSIa3! 0  
w}2yi#E[  
2. 基底处理 * dNMnZ@Y  
Sa@Xh,y Z  
;aFQP:l/  
D1Fc7! TV  
3. 谐振波导光栅的角响应 ]9x30UXLwD  
RSkpf94`  
P|6m%y  
0Ifd!  
4. 谐振波导光栅的角响应 ?}Mv5SO  
*k=}g][?  
&2c?g1%  
   M1oCa,8M+  
示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 *.K}`89T  
S ":-5S6  
1. 用于超短脉冲的光栅 5\a5^FK~  
0_Y;r{3m"  
lvFHr}W  
g:*yjj  
查看完整应用使用案例
ciXAyT cG  
1o$<pZZ  
2. 设计和建模流程 $AX!L+<!  
.jRXHrK;  
8T2$0  
\@80Z5?n  
3. 在不同的系统中光栅的交换 Uh7kB`2  
lw Kr$X4  
H- S28%.  
9EH%[wfv  
文件信息 S]9xqiJW  
$QY(7Z"  
j0OxR.S  
QQ:2284816954 备注:光学 5 &VLq  
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 L1J"_.=P  
谭健 2023-01-30 11:48
学习中呢? |M+ !O93  
二牛26 2023-05-15 18:11
qq加不了,需要知道你的名字
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