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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 Rpv[rvK' 4y#XX[2Wj 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。 -|Zzs4bx 0k{\W
+ c+i u6+" ``P9fd 2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 s[sv4hq x+j@YWDpG" 单光栅分析 "V(P)_ −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。 0ki- /{; −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。 ^Fh*9[Zf$ b _<n]P*)
;Y[D#Ja- 系统内的光栅建模 Q3(ulgl] +]nIr'V −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 5 ty2e`~K −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。 N<8\.z5:< rVqQo`K\
n."n?C'{ $L 8>Ha} 两种建模方法通常可以一起使用,如先优化光栅结构本身,然后将其插入系统。 y]0O"X-G Hf@4p' 3. 系统中的光栅对准 gu!!}pwV9 2
4+ L FkDb} 安装光栅堆栈 K^U=" −为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。 D>[Sib/@ −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 HWsV_VAw} 堆栈方向 Ga5*tWj −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 gK QJ^a\! h@Ea5x
*qm|A{FQR ewU*5|*[ jkx>o?s)z 安装光栅堆栈 fJ[ ^_,O - 为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。 3fhY+$tq - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 @k&6\1/U 堆栈方向 J<;io! - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 &U7v=a - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 tkT,M,]?9 dazNwn
3"7Q[9Oj Ik$$Tn&; 9L:wfg}8s 横向位置 BV
B2$&eJ −对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时,必须考虑光栅的横向位置。 K2zln_W −例如,激光束(紧密地)聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上,效果可能会大不相同。 #\w N2`" W −光栅的横向位置可通过一下选项调节 @W>@6E 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 l.o/H| 通过组件定位选项。 KsP2./N T0tX%_6`
7.hBc;%2u 4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 q$:7j5E S-S%IdL Eo6N'h >h 单光栅分析 iz# R)EB/g - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 q*UHzE:LI 系统内的光栅建模 f%,S::%Ea - 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。 ZOEe -XW - 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。 3p=Xv%xd - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 (Lgea no3yzF3Hi
yMz#e0k N.JR($N$ 5. 光栅级次通道选择 ->b5"{t Oj c Tu Vc(4d-d5 方向 ._G,uP$ - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 09-8Xzz 衍射级次选择 |Gf<Ql_.4 - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 [7I bT:ph - 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。 e,xL~P{| 备注 <a"(B*bBd - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 /aI@2] |~ .7.lr[$g
,p d-hu 7#R)+ 6. 光栅的角度响应 ;d6Dm)/( Kz"3ba}KH '5BD%#[ 衍射特性的相关性 Mk}T - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 ]%Eh" - 对于不同的波长/偏振,衍射效率也不同,并且对于不同的入射角,衍射效率也不相同。 =~+ WJN - 为了解决与角度有关的衍射行为,可能需要指定k域中的采样点(等效于角度空间) Op%OQ14$ - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 @wR3L:@ Y)1/fEM
61S;M8tNv eA4D.7HDK 示例#1:光栅物体的成像 I_r@Y:5{ kEDpF26! 1. 摘要 Z\nDR|3 <N vw*yA
)dkU4] msmW2Zc → 查看完整应用使用案例 Kv|
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-_7 n5$#M 2. 光栅配置与对准 L!cOg8Z G,)zn9X
e=0]8l>\V 2<@2_wSJ
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?@rd,:'dE <+k&8^:bi 3. 光栅级次通道的选择 i1B!oZ3q $,}jz.R@
0nb%+],pX pa!BJ]~ 示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 Mh)?A/e `WayR^ 9 1. 光栅配置和对准 [|Qzx w9 d6J/)nl
4CM'I~ uN`/&_$c → 查看完整应用使用案例 nJ;^Sz17Q <O1R*CaP 2. 基底处理 TDH^x1P cXb*d|-|N
c2P}P* _ `;UWq{" 3. 谐振波导光栅的角响应 !eF(WbU0 @"7S$@cO
@ZJL]TO 2o SM| 4. 谐振波导光栅的角响应 Cy;UyZ ` g]
tAv3+ IXy6Yn9l 示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 4m0^
N d/; tq 1. 用于超短脉冲的光栅 ?h}NL5a XKWq{,Ks
yx]9rD1cz YlrN^rO → 查看完整应用使用案例 3]*Kz*i +M-tYE
5n 2. 设计和建模流程 {'IO ~IhM(Q*mO!
p{w- >5FTBe[D 3. 在不同的系统中光栅的交换 k'o[iKlu 1B;2 ~2X
dxX`\{E -#ZLu. 文件信息 =.3#l@E!C q<:8{Y|
k6bct@7 QQ:2284816954 备注:光学 7P<VtS
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