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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 e[Jem5C d|*"IFe 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。 2]c{P\ !!:LJ
B:\Uw|Mf _"%B7FK 2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 [*Z`Kc hHPs&EA.p 单光栅分析 <soz#}e −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。 LsM7hLy −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。 {q3H5csFq /LM4-S
7HHysNB"w 系统内的光栅建模 \Fe_rh Y=T'WNaL)0 −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 \@;\t7~ −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。 )C. yF)Ql \M"UmSB o
QQpP#F|w x5Z-{" 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。 WpLZQ6wH c=6Q%S 3. 系统中的光栅对准 3<?XTv- P &)1Rka 7DfTfTU6 安装光栅堆栈 M@thI%lR −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+EJ3W −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 H\GkW6 堆栈方向 f2,1<^{ −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈
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oR*=|B e2C<PGUUB 安装光栅堆栈 do-c1;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)。 ?v-1zCls - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 j4R 4H; 堆栈方向 |fHB[ W# - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 FhIqy %X - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 8)VgS&B~ u7;~
= zl=SLe QI_59f> G5tday~3 横向位置 111D3 −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。 fB+b}aoV −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。 M3zDtN −光栅的横向位置可通过一下选项调节 PVao 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 fRm}S>Nibb 通过组件定位选项。 o/,NG U * \HRw +cL
2>\\@1 4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 =raA?Bp3;( Yn9j-` \nqo%5XL 单光栅分析 &D#+6M&LK{ - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 :o"8MZp 系统内的光栅建模 )uP[!LV[e - 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。 Q&M'=+T - 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。 P.sgRsL - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 9YF$CXonE= ~k'V*ERNSj
PG,U6c # [$ : 5. 光栅级次通道选择 tk/`%Q /!Z^Y !5x
Ly6=} 方向 "D*Wi7 - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 THhy ~wC". 衍射级次选择 ]#< - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 S:Tm23pe - 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。 /f1'm@8; 备注 HBLWOQab - 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@G4G*x\ J?P]EQU
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wAbp3h X 6. 光栅的角度响应 |ia@,*KD ;^l_i4A fo\\o4Qyh 衍射特性的相关性 OR+A_:c.D - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 Z{{t^+XG - 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。 GH'O!} - 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) J-J3=JG - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 b"8FlZ$ Rq7p29w
#Y[H8TW 0^]t"z5f0 示例#1:光栅物体的成像 015Owi
SNvb1& 1. 摘要 QJ];L7Hbo *kaJ*Ti-/
1&|Dsrj ma}}Sn)Q → 查看完整应用使用案例 xaXV^ZM3 Ku3!*n_\ 2. 光栅配置与对准 $
u2Cd4 Sa]mm/G
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C<he4n.
J5T=!wF ( B5Va%?Wg?H 3. 光栅级次通道的选择 R}J-nJlb @;9()ad
ZBj6KqfST% hU,$|_WDy 示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 uFe'$vI y'rN5J:l 1. 光栅配置和对准 Qp&?L"U)2 ,o&<WMD
i=Kvz4h P`sN&Y~m → 查看完整应用使用案例 g)M#{"H q[boWW 2. 基底处理 +-HE'4mo $DV-Ieb
=mJF_Ri 3@X|Gs'_S 3. 谐振波导光栅的角响应 p#b{xK A;%kl`~iyz
-HT L5 `9EVB; 4. 谐振波导光栅的角响应 s<{GpWT8 |B1Af
"4[<]pq n49s3|#)G 示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 6ZHv,e`? NhtEW0xCr 1. 用于超短脉冲的光栅 ZPYH#gC&T Ij$)RSPtH
l-=e62I{=| LO>8 j: → 查看完整应用使用案例 )GCLK<,swu sVD([`Nmc 2. 设计和建模流程 5xv,!/@ VLd=" ~
3d U#Ueu coO.kTO; 3. 在不同的系统中光栅的交换 3It8&x: ]84YvpfW
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U4 文件信息 #J3zTG(:@ -~]^5aa5n
T;%+ ]:w< QQ:2284816954 备注:光学 Vdy\4 nu(
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