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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 +~EnrrT+W [HhaBy9 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。 1 F&}e&}c W=y9mW|p/
BoXPX2: !yvw5As % 2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 Yfx?3 ~x[(1 单光栅分析 JQ|*XU −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。 ^fV-m&F)K* −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。 {Y3:Y+2X3* /.(~=6o5
XZ2 ji_D 系统内的光栅建模 ]@m`bs_6 r`$P60,@C −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 r?9".H −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。 0+K<;5"63d |9Y~k,rF
G.r=fNP ZFtJoGaR 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。 '!`| H 3 ..x2 3. 系统中的光栅对准 H6Ytp^~> ^x Z=";eq fymmAfaR 安装光栅堆栈 wb%4f6i −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)。 JLjb'Bn −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 T+PERz( 堆栈方向 vsPIvW!V −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 p q%inSY -v:3#9uX)
zCv)%y G5lBCm y4VO\N!
安装光栅堆栈 {b-SK5%]L - 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)。 ~Lq`a@]A - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 N!Xn)J 堆栈方向 2&=CC4<!d - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 :UX8^+bfZ - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 wc#k@"2AZb k@pEs# a
t.
HwX9 \mZB*k)+ nm)/BK 横向位置 $oJjgA xcZ −对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时,必须考虑光栅的横向位置。 q^uCZnkb= −例如,激光束(紧密地)聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上,效果可能会大不相同。 =>JA; ft −光栅的横向位置可通过一下选项调节 p} JGx^X~ 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 b!`6s 通过组件定位选项。 \=$G94% ItVVI"-
sGh TP/ 4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 0X$2~jV> O]?\<&y EztuVe 单光栅分析 BqpJvRJd - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 |,({$TrF 系统内的光栅建模 F=PBEaX - 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。 @LY[kt6o - 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。 2IP<6l8N - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 zn0%%x+!g jk Aru_C
F&Rr&m y-S23B( 5. 光栅级次通道选择 >"z`))9 ?T,a(m<i{ D( y
c 方向 3JD"* <zs - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 \^!<Y\\ 衍射级次选择 1;!dTh - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 uc\G)BN - 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。 c Y+n 6k5 备注 `uqe[u;`6 - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 I|2dV9y J3/e;5w2Z
s7\Ee-x)s jw/@]f;N 6. 光栅的角度响应 [.$/o} nITkgN:s h
A'>
衍射特性的相关性 @RCZ![XYWg - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 IR&b2FTcU - 对于不同的波长/偏振,衍射效率也不同,并且对于不同的入射角,衍射效率也不相同。 Dc 84^>l - 为了解决与角度有关的衍射行为,可能需要指定k域中的采样点(等效于角度空间) twt's,dO - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 y'<5P~W!a p _2Y c]8
z uo:yaO b/tcD r 示例#1:光栅物体的成像 j'Gezx^.<e +(`.pa z@ 1. 摘要 AmUH]+5KT @wVDe\% ,
U} Pr1 HIvSh6|0p → 查看完整应用使用案例 :c(I-xif e?\hz\^ 2. 光栅配置与对准 9)n3f^,Oj* 9niffq)h
ty@D3l IK8"3+(
J:I As:e`
)Ofwfypc _UbyhBl 3. 光栅级次通道的选择 d6zq,x!cI gQeoCBCE
H1
i+j;RN T:!H^ 示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 ?xwZ< A >#`{(^ 1. 光栅配置和对准 yb\!4ml %wGQu;re
821
6_Qm R$"> → 查看完整应用使用案例 \SWuylE '
R= O eH 2. 基底处理 rT;_"y} D}2$n?~+
YdYaLTz Qe]& 3. 谐振波导光栅的角响应 J6nH|s8 bOr6"nn
`0=j,54cx !F2JT@6 4. 谐振波导光栅的角响应 !$Arc^7r ]XWtw21I1
<[17&F0 K~qKr<) 示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 `R-VJR 2" #-PUm0| 1. 用于超短脉冲的光栅 V|4k=_- qIO)<5\[%d
Xx^v%[!`+ +@do<2l] → 查看完整应用使用案例 BbgKaC q "Fxw"I
< 2. 设计和建模流程 kvt^s0T8Q =05jjR1
//#]CsFiP xz}=C:s 3. 在不同的系统中光栅的交换 F[X;A\ C1-Jj_XQ.
*[b~2 h~#.s*0.F 文件信息 v5L#H=P P_Exh]P
0}\8,U QQ:2284816954 备注:光学 ?!bA#aSbl5
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