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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 p^QEk~qw *v+xKy#M 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。 5)g6yV' ,+0#.Ns$
#bxU I{*J MeD}S@H 2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 (9!$p|d* .M3]\I u 单光栅分析 I[mlQmwsL. −通过主窗口“光栅”菜单,可以进入仅针对光栅的特殊评估环境。 3v~804kWB −它有助于分析和可视化光栅的衍射特性,例如衍射角度和效率。 [PVem wR)U&da`@
6Fp}U 系统内的光栅建模 QWqEe|}6 99GzhX_ −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 mB.ybrig −这样可以对系统内的光栅进行建模,从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。 5](-(?k}~ a: Ch"la
du,mbTQib dMo456L 两种建模方法通常可以一起使用,如先优化光栅结构本身,然后将其插入系统。 uBdS}U [1OX:O| 3. 系统中的光栅对准 f{s}[p~ y5" b(nb +M@,CbqD 安装光栅堆栈 ,ALEfepo −为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。 m tPmVze −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 :Q~Rb<']{x 堆栈方向 lB7 V4 −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 BU3VXnqT[ :Z(w,
pDw^~5P >!o||Yn 9j[lr${A 安装光栅堆栈 Z/Vb _ - 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)。 adi^*7Q] ) - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 y7iHB
k"^: 堆栈方向 d7g3VF<j - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 y `)oD0)Fj - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 @m#1[n; E5>y?N
bSK> p3 xN^ngRg0 OrN~ Y#D 横向位置 <B+xE?v4 −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。 aPR0DZ@ −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。 P4h^_*d −光栅的横向位置可通过一下选项调节 k15fy"+Ut 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 C r A7lu' 通过组件定位选项。 Ub>Pl,~' `~~.0QC
G<dWh.|`= 4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 TGSUbBgU /'yi!:FZFC *hm;C+<~ 单光栅分析 {pzu1* - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 h'QEwW 系统内的光栅建模 APne! - 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。 HB/q
v IzB - 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。 0j'H5>m" - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 8w 2$H ZUkrJ'
>vr!3 +{eZ@ 5. 光栅级次通道选择 QTy xx {[
E7Cf .aA8'/ 方向 /,tQdD& - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 != @U~X|cu 衍射级次选择 =|Q7k +b - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 l.Psh7B2 - 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。 wZAY0@pA 备注 Uk2U: - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 7Ud >TnV
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JA")L0a_ l^LYSZg'R8 6. 光栅的角度响应 {9/ayG[98 K6 {0`'x Boi?Bt 衍射特性的相关性 |aaoi4OJ - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 RhL!Zz - 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。 4R;6u[a]u - 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) $<]G#&F - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 8J5{}4s\f o<pb!]1
xs'vd:l.Pp \W;+@w|c 示例#1:光栅物体的成像 kS\A_"bc ljS~>& 1. 摘要 /q3]AVV 6wmMg i_m
7GyJmzEE :(^,WOf → 查看完整应用使用案例 Ah|,`0dw G"xa"hGF 2. 光栅配置与对准 vv9=g*"j 88]UA
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XAnN< A3;}C+K 3. 光栅级次通道的选择 _Di";fe? @$e!|.{1q
RCgn\ ;q3"XLV(T[ 示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 9q4%s?)j Ki8]+W37 1. 光栅配置和对准 }uCC~ <^ Kgb3>r
figCeJ!W4 8}Qmhm`_j= → 查看完整应用使用案例 'f?=ks< b/yXE)3
X 2. 基底处理 4dd] Ju l<89[{9o
E|Q|Nx!6[ 6dzY9 3. 谐振波导光栅的角响应 h VQj$TA 3Dm`8Xt
G<8d=} 5Y#W$Fx($R 4. 谐振波导光栅的角响应 l1EI4Y9KG `L. kyL
Oh|KbM*vS ;;3oWsil} 示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 :'F7^N3;H R)<PCe`vf 1. 用于超短脉冲的光栅 5i$iUDuT>( Pf 4b/w/
AMm)E XITh_S4fs= → 查看完整应用使用案例 'on8r* '0\v[f{K3G 2. 设计和建模流程 d7*fP S =MsQ=:ZV
Q.$|TbVfds %#zqZ|q 3. 在不同的系统中光栅的交换 q\`0'Z, IGtpL[. ;/
_@gd9Fi7J qoo+=eh! 文件信息 $&C~Qti|G Ow@}6&1
8}^R jMgI QQ:2284816954 备注:光学 TrEo5H ;
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