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2022-05-17 09:44 |
光学系统中的光栅建模——实例讨论
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。 UKYQ @m zf@gA vJ
XRZj+muTZ =?o, ' n0 2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 P$YY4|` !Tc
jJ2T 单光栅分析 s} 2TJa −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。 +iS'$2)@ −它有助于分析和可视化光栅的衍射特性,例如衍射角度和效率。 T:v.]0l~ ;kSRv=S
)-98pp7~BB 系统内的光栅建模 !n;0%"(FH 4?+K:e #F −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 BZS%p −这样可以对系统内的光栅进行建模,从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。 SM57bN W<f-
%bu$t, |PGF g0li 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。
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j,DF' h 3. 系统中的光栅对准 l dd8'2 2C6o?*RjyY L/ L#[ 安装光栅堆栈 /{)}y −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)。 Ro}7ERA −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 @nC][gNv 堆栈方向 Cz1Q@<) −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 :B^YK]. Hw0S/ytY
OD@k9I[ U yb -feG U0ZT9/4 安装光栅堆栈 *B4?(&0 - 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)。 /9SEW!E - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 -yP|CZM 堆栈方向 {l
E\y9 - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 lEZODc+%Y - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 Zz,j,w0 Z u%t/W0xi
(Q]Ww_r~ FTF`-}Hz :VkuK@Th` 横向位置 OLH[F −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。 T!f+H?6 −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。 5dvP~sw −光栅的横向位置可通过一下选项调节 A#o ~nC< 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 ?[Sac]h
ys 通过组件定位选项。 lU\v8!Ji k)3b0T@b
9QXBz=Fnf 4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 D'8xP %P [Qw BSq8) Exb?eHO 单光栅分析 `{oFdvL~) - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 _J,lF-, 系统内的光栅建模 gzMp&J - 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。 nF5\iV - 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。 #+"1">l - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 + L\Dh.Ir g[c_rty
1zc aI^e# QmKEl|/{u 5. 光栅级次通道选择 XLgp.w; 9#>t% IF~ /;X+<Wj 方向 c]/X
>8; - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 eqY8;/ 衍射级次选择 al{}_1XoU - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 Hk 0RT%PK - 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。 I.6
qA * 备注 <#ng"1J - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 Ajm R:5uZAx
J a7yq{j Z[G[.\0 6. 光栅的角度响应 \S_o{0ZY} 4[lym,8C ;%Zu[G`C 衍射特性的相关性 ~LF/wx> - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 X()yhe_ - 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。 K'c[r0Ew - 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) N|2PW ~, - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 adn2&7H gQYs,
0: Nw8J gSk0#Jt 示例#1:光栅物体的成像 X/f?=U mhgvN-? "h 1. 摘要 Rn $TYCO szs.B|3X@*
B!x7oD9 ^2`*1el → 查看完整应用使用案例 xyrlR;Sk |/%X8\ 2. 光栅配置与对准 zXW)v/
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-`CE; ?s@=DDB\u 3. 光栅级次通道的选择 ^@
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HE:]zH G.~Ffk 示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 xz-?sD/xe )@],0yL 1. 光栅配置和对准 y-uSpW he|.Ow
qm6 X5T Y^QG\6q → 查看完整应用使用案例 9*S9~ 629ogJo8 2. 基底处理 @5h(bLEP &<EixDi4q
1oI2 hO2W!68 3. 谐振波导光栅的角响应 )C$pjjo/` @2~;)*
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b#4Q 4. 谐振波导光栅的角响应 fuT Bh6w& %-L
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bh+m_$X~ l\37/Z 示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 ;)Sf| FK@Gd)( 1. 用于超短脉冲的光栅 _ZE&W s;#,c(
m$VCCDv @CS%=tE}U → 查看完整应用使用案例 "}2I0tM SM4'3d&mf 2. 设计和建模流程 |#sY(1 C8O<fwNM
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E-deXY 3. 在不同的系统中光栅的交换 'u9y\vUy a>&dAo}
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