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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
o!:V=F \Tf[% Kt x 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。 5(BB`) g<C_3ap/
O ?`=<W/R A+3, y<j\ 2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 c@H_f *sNZ.Y:. 单光栅分析 R@*mMWW, −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。 .m--#r −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。 qKoD*cl)Za tQ!p<Q=
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f#4,2Xf 系统内的光栅建模 ,H6*9!Dv2 cuv?[M −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 n~~0iU) −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。 mqw5\7s ? wHneVqI/U
VI83 3 n-X;JYQW 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。 X|o;*J]( h#_KO-#.[ 3. 系统中的光栅对准 QuG=am?l` =W+ h.? m417=wf 安装光栅堆栈 8?p40x$m% −为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。 k^A17Nf`2 −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 =&Dt+f& 堆栈方向 o}EipTL −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 q. zBm@: Gyo[C98
w8MQA!=l :X1~ w5j6RQml 安装光栅堆栈 Vz=ByyC - 为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。 um/2.Sn> - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 Z0o+&3a6 堆栈方向 z^@.b - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 :.;pRz - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 (_:k s &G#LQl
)SkJgzvC ~ ^)D#Lo +w'"N 横向位置 "Jd!TLt\x −对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时,必须考虑光栅的横向位置。 *t_"]v-w −例如,激光束(紧密地)聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上,效果可能会大不相同。 /g|H?F0 −光栅的横向位置可通过一下选项调节 <n8K"(sy} 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 JCL+uEX4S 通过组件定位选项。 :0G_n\
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C!]R0L* 4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 jO` b&]0 8KxBN)fO; nC-=CMWWr 单光栅分析 pN\YAc*@: - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 HC%tJ:G 系统内的光栅建模 0F"W~OQ6 - 但是,任何现实的光栅结构都放置在基底上,使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 'VgdQp$L$ - 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。 <F>^ffwGH- - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 _J|TCm Xv1SRP#
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F1 5. 光栅级次通道选择 c"nowbf )K=%s%3h< bOEO2v'cQ 方向 dC&OjBQ - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 .G ^-.p 衍射级次选择 ^Y;}GeA, - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 !ucHLo3: - 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。 gdPPk=LD 备注 zmA]@'j - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 4tQ~Z6Jn; IE)$.%q;)
Ri<7!Y?l .Yw 6. 光栅的角度响应 L|?$F*bs JAQ y Su4&qY 衍射特性的相关性 ,A$#gLyk< - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 G_vcuCHm - 对于不同的波长/偏振,衍射效率也不同,并且对于不同的入射角,衍射效率也不相同。 e_<'zH_1 - 为了解决与角度有关的衍射行为,可能需要指定k域中的采样点(等效于角度空间) >)Udb// - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 &oz^dlw Z[ NO`!<
r<%ua6@ ab}Kt($ 示例#1:光栅物体的成像 v>XAzA s%&/Zt 1. 摘要 EJCf[#Sf 3jI
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A^2n i=b yb-1zF| → 查看完整应用使用案例 ~nVO%IxM4J X7bS{GT 2. 光栅配置与对准 *(,zPn, 8gHOs#\
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?W3l 18HmS>Qo 3. 光栅级次通道的选择 QX`T-)T e r6b;v2!8
f@j )t%mh /<R[X>]<F 示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 /q^\g4J u_Wftb?9 1. 光栅配置和对准 %tE#%;Z ppP0W`p
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;BM *y0=sG1+D → 查看完整应用使用案例 Y'{F^VxA/ H{BP7!t[V 2. 基底处理 Q,m&XpZ m ]h<y
xXRlQ|84 [0?W>A*h 3. 谐振波导光栅的角响应 MS~+P' Yo*.? Mq'
3F gTM( `3e>JIl"0 4. 谐振波导光栅的角响应 '@{Mq%` 7C>5XyyJ
h@{mcz =j~vL`d2] 示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 6ec#3~ Y] 9 S4bg7 1. 用于超短脉冲的光栅 T!%J x.^ 8W2oGL6
M(Tlkr (3Dz'X → 查看完整应用使用案例 6%B) _*.ImD 2. 设计和建模流程 n)uck5 ;i,3KJ[L
@~CXnc0 )Y &RMYy 3. 在不同的系统中光栅的交换 hd1aNaF- KL\hV .6
GWa:C\YK AF\gB2^ 文件信息 60#eTo?}o HZ[.,DuW
IwVdx^9 QQ:2284816954 备注:光学 ^oMdx2Ow#
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