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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 -NG`mfu 7>g^OE f 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。 g,5r)FU` 3w=OvafT:
7*e7P[LQU ,qj 2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 ,FvBZ.4c3= !<wM?Q: 单光栅分析 =R08B)yR −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。 $J>J@4 −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。 ]%yph3C }c>[m,lz
/( /)nYAjk 系统内的光栅建模 `ySmzp nVqFCBB −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 ;%r#pv~ −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。 jP{LMmV DwXzmp[qWH
@za X\ #C+""qm 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。 >&K1+FSmyJ 2k,!P6fgl 3. 系统中的光栅对准 y{~l&zrl :NL.#!>/ T&_!AjH 安装光栅堆栈 zG_e= −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)。 '&/"_ −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。
WH F>J 堆栈方向 Jsee8^_~ −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 \Uun2.K Gld|w=qr
K252l,;| r>N5^ $O*rxQ} 安装光栅堆栈 a9=,P - 为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。 c?i=6CdD' - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 ^
q]BCOfJ( 堆栈方向 Ds|/\cI$%a - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 5_U3Fs - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 k;v23 4ed+'-"m
q^],K' kN9pl^2 t.m65 横向位置 MR$Bl"d −对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时,必须考虑光栅的横向位置。 4C2J yP3 −例如,激光束(紧密地)聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上,效果可能会大不相同。 [m7jZOEu −光栅的横向位置可通过一下选项调节 2F(zHa 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 0eY$K7
U 通过组件定位选项。 o.DT`L8 T69'ta32V
:&Xy#.un 4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 6y&d\_?Y Hw8`/'M=%5 b'`8$;MII 单光栅分析 k WYjqv - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 zm rQ7(y 系统内的光栅建模 F,^Q'$! - 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。 /C29^ P - 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。 #imMkvx? - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 qy6zHw 3e$&rpv
"YD<pRVB 1lu_<?O 5. 光栅级次通道选择 :|xV} rJK3;d? E -G2'c)DR 方向 31-%IkX+k - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 S!o!NSn@1 衍射级次选择 :i+Tf~k{ - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 [aX'eMq - 并非总是需要考虑所有衍射级,建议仅使用感兴趣的衍射级。 GYYk3\r 备注 jLc4D' - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 -#=v~vE lil1$K: i
K:/%7A_{ xS]=WO* 6. 光栅的角度响应 W>036 mjG-A8y k_.%(ZE 衍射特性的相关性 k8w }2Vw - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 <m"Zk k - 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。 "<x%kD - 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) r8rU+4\8< - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 d4F3!*@( WjtmV2b<7
r`}')2 7HzO_u%H1 示例#1:光栅物体的成像 m[,!
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Mhe=[ 1. 摘要 XfmPq'#Z LC)-aw>-
.4pWyqU)! PJLSDIeN → 查看完整应用使用案例 ,[&@? >
!k 2. 光栅配置与对准 FP=%e]vJ =b2/g[
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+]P??`,R; F1%-IBe 3. 光栅级次通道的选择 6tBL?'pG C5GO?X2
(<!Yw|~ Y S )Q#fP 示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 /iFtW#K+ /pni_-l* 1. 光栅配置和对准 3:1
h:Yc< }DiMt4!ZC!
QQ^P IQj ~Qjf-| → 查看完整应用使用案例 udYk
6 R:8\z0"L* 2. 基底处理 jt5en;AA[ WBdC}S
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=z`GC1]bL Ao>] ~r0 3. 谐振波导光栅的角响应 x%HX0= ( 8V$pdz| [
kpFt R>1 4. 谐振波导光栅的角响应 {z:aZ]QhKc ,kiyxh^
4 0as7.q xfYDjf :< 示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 e%_2n=p~)% =y)e&bj 1. 用于超短脉冲的光栅 .URCuB\{ G
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gN'. → 查看完整应用使用案例 #w_cos[I 36ygI0V_ 2. 设计和建模流程 oT9dMhx8 wQ!C9Gp3e
T \Zf`.mt 1?k{jt~ 3. 在不同的系统中光栅的交换 tCZ3n tkQ#mipAj
!$}:4}56F 2/[J<c\G 文件信息 s.VtmAH ]mO$Tg&s~
}.+{M.[} QQ:2284816954 备注:光学 t}$WP&XRG<
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