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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 3I 0pHP5 "rMfe>;FJ 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。 2S7BzZ/ k<*v6
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<VZ43I 82FEl~,^E 2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 &0kr[Ik. b@J "b( 单光栅分析 '`^~Zy?c −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。 g=mKTk −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。 Sfe[z=7S qt9jZtx
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a{n1hk 系统内的光栅建模 R+.4|1p +mjwX?yF −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 PxYK)n9& −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。 B-g-T>8 g7323m1=
(A=PDjP! C9+rrc@4 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。 +788aK,{# YC;@ ^ 3. 系统中的光栅对准 u>;aQtK~ Xr^ 5Th\ }V]*FCpQ 安装光栅堆栈 $-/-%= −为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。 50 w$PW −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 :.=:N%3[ 堆栈方向 l!}gWd,H −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 <k[_AlCmsg bbq`gEV
M gP|'H3\ `IlhLv X8v)yDtw 安装光栅堆栈 (}F@0WYT^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)。 K
'I6iCrD - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 $m
;p@#n 堆栈方向 AAfhh5i - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 kKRu]0J~[ - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 '{0O!y[H6 i-w<5pGnf
]2L11"erP cFie;k ,eTdQI; 横向位置 xY)eU;* −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。 H,<CR9@(5d −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。 FS8l}t −光栅的横向位置可通过一下选项调节 )0I-N) 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 #&uajo 通过组件定位选项。 E`LaO t ^>07#z
`hY%HzV= 4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 D(Z#um8n SeZ+&d ?VxQ&^| 单光栅分析 /Gnt.%y& - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 )+v5H 系统内的光栅建模 OLF6["0Rn - 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。 +z9BWo!{I - 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。 |H=5Am - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 Jv
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~{g/ I;AS.y 5. 光栅级次通道选择 j/O9LygB (=rDt93J )(YJ6l 方向 U1 3Lsky% - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 K
HNU=k 衍射级次选择 W;yg{y - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 n9
bp0#K - 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。 xP9R
d/xa| 备注
1Z_]Ge<a - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 ej7N5~!,s i`6utOq
\{rhHb\|h Ts, U T L 6. 光栅的角度响应 VwBw!,%Ab _eQ-'") s%#u)nw19 衍射特性的相关性 N1E9w:T` - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 Eb5>c/( - 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。 L#D)[v" - 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) 9JMf
T] - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 q 7W7sw \p\p~FVS
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B \\Zsxya1 示例#1:光栅物体的成像 R))4J \2f?)id~ 1. 摘要 yq2AZ@}" [N*S5^>1
$D^27q:H g
C8deC8 → 查看完整应用使用案例 t T
A '&|%^9O/" 2. 光栅配置与对准 ~s?y[yy6i B'B0 e`
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Q[!?SSX% cy8r}wD 3. 光栅级次通道的选择 4;jAdWj3 I_Gm2Dd
J1r\Cp+h0 O#^qd0e'P! 示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 _s=<Y^l%x VK%ExMSqEh 1. 光栅配置和对准 4dz Ym+vJm kDiR2K&
a[=B?Bd Vn^8nS → 查看完整应用使用案例 ]G!
APE E_z,%aD[ 2. 基底处理 ldKLTO*& 21?>rezJ
=xH>,-8} 2C_I3S~U 3. 谐振波导光栅的角响应 :W'.SRD s,laJf
!cO<N~0*5x 1
!.PH 4. 谐振波导光栅的角响应 wC<FF2T aXbj pb+
*z'Rl'j9[ naY#`xig 示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 WK SWOSJ p|r>tBv?x 1. 用于超短脉冲的光栅 !?B2OE _=qk.| p/
.KYDYdoS' T< <N U"n → 查看完整应用使用案例 &9n=!S'Md n>lQ:l~ 2. 设计和建模流程 @<1T&X{Z! z)&&Ym#
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1`> 0w$1Yx~C 3. 在不同的系统中光栅的交换 JkNRXC: ^X*l&R_=R
]`@<I'?,X ;4vx+> - 文件信息 (jh0cy}|] `LWb L*;Y0
erV&N,cI QQ:2284816954 备注:光学 W$R@Klz
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