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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 ~1}NQa( V+( 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。 |F6C&GNYT o F@{&
dJCu`34Y'| r:YAn^Lg 2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 S0"OU0`N EmY8AN(* 单光栅分析 KWXJ[#E<W −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。 %L~X\M:Qk −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。 Lw-j#}&6E S:
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ZXr]V'Q? 系统内的光栅建模 >-oa`im+ |nocz]yU$ −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 ^S, "iV −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。 \@I.K+hj$ +F 5 Dc
V ;>{-p {J|P2a[ 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。 Sqfa,3?L - FE) 3. 系统中的光栅对准 B#q5Ut ztb2Ign< J'2R-CI, 安装光栅堆栈 YM#XV*P0 q −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)。 )vPce −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 AV%Q5Mi} 堆栈方向 0aGfz=V& −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 >} aykz*g |5g*pXu{
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` tD>m%1'& L{(r@Vu 安装光栅堆栈 V&GFGds - 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)。 FeCQGT - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 *TMg. 堆栈方向 u5idH),< - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 21cIWvy - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 tkJ/h< s$Roe(J
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mmS 横向位置 85s{;3 −对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时,必须考虑光栅的横向位置。 ` 6"\.@4 −例如,激光束(紧密地)聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上,效果可能会大不相同。 +>I4@1qC-| −光栅的横向位置可通过一下选项调节 s
fti[ 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 w.0.||C
O 通过组件定位选项。 }Efp{E 5^%^8o
fM2[wh@ 4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 wmoOp;C E}a3. 6)p gc(1,hv 单光栅分析 4+ 4?0R - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 /M'b137 系统内的光栅建模 [N$@nA-d - 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。 t_j.@|/FZ - 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。 BkO"{ - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 gW*ee r
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%X.Q\T +)7NWR\ 5. 光栅级次通道选择 s&fU|Jk8 qi/%&)GZ zV2c`he%z 方向 4CN8>J'- - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 ?X:RrZ:/ 衍射级次选择 Q"Bgr&RJ - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 3K#e]zoI - 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。 1,pg:=N9 备注 uAJ_`o[ - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 Um9=<*p |E?%Cj^W
f0hi70\(X !p9BH6$` 6. 光栅的角度响应 m\~[^H~g "=
%- {'vvE3iZ 衍射特性的相关性 TbXZU$[c - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 Pb~S{): - 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。 Riw>cVi~ - 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) L\"=H4r - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 =h&^X>! C8{CKrVE
C6,Bqlio r+Z+x{ 示例#1:光栅物体的成像 T]i~GkD\ ivGxtx 1. 摘要 S[ 2`7'XV |L+GM"hg
pF8'S{y d3 N %V.w → 查看完整应用使用案例 nl?|X2?C ?9PNCd3$d 2. 光栅配置与对准 I5D\Z kW(8i}bg
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%EVg.k$ UcK!v*3E 3. 光栅级次通道的选择 Nd6N:1- 5
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`nQ=7 示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 ,Qh4=+jwqn =|G PSRQ 1. 光栅配置和对准 }u|0 A&t}s
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0umfC h7Ma`w\- → 查看完整应用使用案例 DSIa3!0 w}2yi#E[ 2. 基底处理 * dNMnZ@Y Sa@Xh,y Z
;aFQP:l/ D1Fc7!TV 3. 谐振波导光栅的角响应 ]9x30UXLwD RSkpf94`
P|6m%y 0Ifd! 4. 谐振波导光栅的角响应 ?}Mv5SO *k=}g][?
&2c?g1% M1oCa,8M+ 示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 *.K}`89T S ":-5S6 1. 用于超短脉冲的光栅 5\a5^FK~ 0_Y;r{3m"
lvFHr}W g:*yjj → 查看完整应用使用案例 ciXAyT cG 1o$<pZZ 2. 设计和建模流程 $AX!L+<! .jRXHrK;
8T2$0 \@80Z5?n 3. 在不同的系统中光栅的交换 Uh7kB`2 lw Kr$X4
H-S28%. 9EH%[wfv 文件信息 S]9xqiJW $QY(7Z"
j0OxR.S QQ:2284816954 备注:光学 5&VLq
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