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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 _c8.muQ< N&APqT 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。 I~LQ1_ W 8$=a
CQ.4,S}6' =9 M|o0aY 2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 IS2Ij o
U}t'WU 单光栅分析 -\'.JA_ −通过主窗口“光栅”菜单,可以进入仅针对光栅的特殊评估环境。 -`dxx)x −它有助于分析和可视化光栅的衍射特性,例如衍射角度和效率。 ckN(`W,xp qM>OE8c#/
mK40 f 系统内的光栅建模 f=_?<I{ |M<.O~|D6} −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 l ~4e2xoT −这样可以对系统内的光栅进行建模,从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。 SKSAriS~ C}=_8N
;D"P9b]9$ wYQ1Z 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。 Z#Zzi5< ,eeL5V 3. 系统中的光栅对准 /-{O\7-D tw4am.o1] CESe}^)n 安装光栅堆栈 +z(,A −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)。 .l( r8qY# −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 "UoCT7X 堆栈方向 wAYzR$i −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 ?Y0$X>nm !
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DA MpR3 _UBJPb@=U e,#+Xx0M 安装光栅堆栈 ADyNNMcx - 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)。 F0BOhlK - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 ^mgI%_?1 堆栈方向 1x\W521 - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 b*FU*)<4. - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 ;sL6#Go?V $: 4mOl
j |'#5H` 7o965h ZaRr2Z:! 横向位置 7:VEM;[d −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。 S0.- >"L −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。 EAC(^+15K −光栅的横向位置可通过一下选项调节 k\Z;Cmh> 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 cu479VzPx: 通过组件定位选项。 f=_Bx2ub ]O[+c*|w
U=c5zrs 4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 Nn,vdu{^2 lk*0c{_L 8V=HyF# 单光栅分析 iO?gF - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 $dx1[V+_ 系统内的光栅建模 np`gcj# - 但是,任何现实的光栅结构都放置在基底上,使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 2pxWv
)0 - 平面建模考虑了菲涅耳损耗,但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 r>@ B+Xi - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 ]s*[Lib ^Kw&=u
|~/3u/ x;ERRK 5. 光栅级次通道选择 pu2 wEQ vGPf`2/j. |i}+t 方向 =e-a&Ep-z - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 EBj,pk5M 衍射级次选择 -~(0O - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 .fLiX x - 并非总是需要考虑所有衍射级,建议仅使用感兴趣的衍射级。 F,L82N6\U 备注 r21?c|IP - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 |iwM9oO% `r~`N`o5A
fw1;i pjX%LsX\ 6. 光栅的角度响应 ~zE 1' Q8;x9o@p b[{m>Fa+o# 衍射特性的相关性 r%Q8)nEo - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 .KiPNTh' - 对于不同的波长/偏振,衍射效率也不同,并且对于不同的入射角,衍射效率也不相同。 Jo7fxWO_g - 为了解决与角度有关的衍射行为,可能需要指定k域中的采样点(等效于角度空间) abTDa6 /`v - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 :Bx+WW&P.i t5ny"k!
+X* F<6mZ xVsa,EX b 示例#1:光栅物体的成像 dT0^-XSY eHVdZ'%x 1. 摘要 vCy.CN$ \yJZvhUk
wE,=%?" .KT 7le<Zm → 查看完整应用使用案例 T =eT^?v S 0R8'Y 2. 光栅配置与对准 dxzvPgi? QmWC2$b
<_BqpZ^` [ -9)T
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[<en1 _9Dn\=g 3. 光栅级次通道的选择 Ek"YM[ |uQn|"U4
O tXw/ T!m42EvIvE 示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 q=P
f^Xp ^#a#<8Jz 1. 光栅配置和对准 9l]UE0yTL/ 07$/]eO%C
R7E]*:0} c0!Te'? → 查看完整应用使用案例 F`YFo)W 9O),/SH;: 2. 基底处理 4 "pS 6obQ9L c
B]'e$uyL7 vqrBRlZ 3. 谐振波导光栅的角响应 E0sbU<11 <ldid]o
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)x$!K[= z{Hz;m:*_ 4. 谐振波导光栅的角响应 r :fwrC &M0o&C-1/
H"Q(2I 2"T8^r|U 示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 S9OxI$6Y
3M}AxE u 1. 用于超短脉冲的光栅 IL!BPFG w U3mXm?f
umJay/> 1k!D0f3qb → 查看完整应用使用案例 rDpe_varA Zr\2BOcc.l 2. 设计和建模流程 3cmbK re7!p(W?,
R!sNg Ly^E& ,) 3. 在不同的系统中光栅的交换 o:Ln._bj G
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^bF}_CSE 5?^]1P_ 文件信息 ?2H{^\<(e 6o$Z0mG
%0NL Rfp QQ:2284816954 备注:光学 F?!FD>L{`
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