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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 U= n cp8w
_TPU 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。 |n,O!29 g=4P-i3
D&mPYxXL =r]_$r%gR 2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 >^9j>< Z 5?>Q[a.Ne 单光栅分析 d:&cq8^ −通过主窗口“光栅”菜单,可以进入仅针对光栅的特殊评估环境。 ?UflK −它有助于分析和可视化光栅的衍射特性,例如衍射角度和效率。 ,:}VbQ:3I 79)iv+nf\l
7]L}~ 系统内的光栅建模 B\AyG4J u_ :gqvC= −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 ;+f(1=x −这样可以对系统内的光栅进行建模,从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。 :X9;KoJl-V <]S
M$)=D
E]a,2{&8< su\Lxv
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。 8_D:#i !JDyv\i} 3. 系统中的光栅对准 <4?(|Vh[m] <Vyl*a{% :5^5l 安装光栅堆栈 =}0>S3a.7 −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)。 'zt}\ Dt −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 PL\4\dXB 堆栈方向 ='eQh\T) −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 9ys[xOh
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"el3mloR8 sV~|9 /r %I)*5 M6 安装光栅堆栈 >]\oVG - 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)。
3=L5Y/ - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 zBrqh9%8e 堆栈方向 ~ebm,3? - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 = p2AK\ - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 r`0oI66B/ 0F 4%Xz
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SCu 横向位置 tN;~.\TKg −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。 :(jovse\ −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。 8+_e= _3R −光栅的横向位置可通过一下选项调节 z{>
)'A/ 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 gWjz3ob 通过组件定位选项。 ;2eZa|M*q 8`w#)6(V
HFj@NRE6 4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 &ujq6~# 60p*4>^v Q@l.p-:^U 单光栅分析 LCpS}L; - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 5@Xy) z 系统内的光栅建模 @F5QgO J&r - 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。 c$%I^f}' - 平面建模考虑了菲涅耳损耗,但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 Wf$P+i* - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 H]f8W]"c[ euh rEjwkH
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Ee;1 ^w}BXVn 5. 光栅级次通道选择 { r8H5X a*@4W3;7 n<7R6)j6 方向 y"0!7^ - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 +@C|u' 衍射级次选择 Xu5^ly8p9q - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 0',-V2 - 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。 O:O
+Q!58 备注 gtb,}T=1 - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 e#uF?v]O dr7ry"5Zq
]u O|YLWp D~<0CQ3n. 6. 光栅的角度响应 _Nq7_iT0 ulnlRx wd~!j&`a 衍射特性的相关性 w=75?3c7 F - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 c3aF lxW - 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。 -jsk-, - 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) K~>ESMZ5 - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 {d,~=s0T ]^CNC0
@460r 2l!* o7 示例#1:光栅物体的成像 +q3E>K9a .EoLJHL
} 1. 摘要 BIjQ8 t vb Mv8Nk
Bl)DuCV h wfKgsm → 查看完整应用使用案例 5S?+03h~ 4ky@rcD 1 2. 光栅配置与对准 %CiZ>`5n# ({AqL#x`u
o}K!p%5_ :vJ0Ypz-u
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$]yHk
/"<o""<] 3. 光栅级次通道的选择 xT$9M" ?5g0#wqI
Os-sYaW =9JKg4I6 示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 ?N*|S)BN `by\@xQ) 1. 光栅配置和对准 ]2P*Z6Az JH;\wfrD
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uO |H'4];>R? → 查看完整应用使用案例 gjVKk 8E|
Nf 2. 基底处理 l4sFT)}-J .UuCTH;6`
IPhV|7 ,1+)qv#|i 3. 谐振波导光栅的角响应 o4"7i 9+g gOA
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-_Y^ 4. 谐振波导光栅的角响应 O+o1R24JI Je#vl4<L
T.sib&R CcZ\QOet&C 示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 b!R\ u1b Iu`xe 1. 用于超短脉冲的光栅 CN$wlhs *L3>:],7
HNRZ59Yyq [BpIzhy&} → 查看完整应用使用案例 &K_"5.7-56 i0%S6vmaS 2. 设计和建模流程 s3*h=5bX= x05yU
;:[!I ]E0 Fx.hti 3. 在不同的系统中光栅的交换 \lnps f w}<CH3cx
>t,BNsWB n'yC- ; 文件信息 w>:~Ev] i 5"g?Wa2N
5m`@ 4%)zp QQ:2284816954 备注:光学 \/J7U|@Lt
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