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infotek 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。 `qJJ{<1&U  
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q;[HUyY,  
R[zN?  
2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 "m{i`<,  
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 单光栅分析 DY#195H  
−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。 E"'u2jEG^  
−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。 =RHtugwy  
gM&O dT+i  
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 系统内的光栅建模 LilK6K  
5Xr})%L  
−在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 pnuo;rs  
−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。 %l8!p'a  
0 7Yak<+~  
)Wle CS_  
'Y @yW3K  
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。 hrnE5=iY  
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3. 系统中的光栅对准 j_5&w Znq  
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 安装光栅堆栈 F5X9)9S  
−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)。 YZ<z lU  
−参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 d-b<_k{p  
 堆栈方向 1Du5Z9AM  
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 8?8V;   
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 安装光栅堆栈 p>eYi \'  
- 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)。 pq r_{  
- 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 lv?`+tU2_  
 堆栈方向 3\4e{3$  
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 L+G0/G}O\  
- 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 p@O Ip  
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!U:&8Le  
)C"ixZ>2xQ  
j^#p#`m  
 横向位置 @p~scE.#\  
−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。 Y=|p}>.}  
−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。 Q9 AvNj>X  
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 /ojx$Um  
 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 Q>Klkd5(  
 通过组件定位选项。 cY5;~lO  
 &lU\9  
h STcL:b   
4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理
CyLwCS{V\  
"P?O1  
T16gq-h'  
 单光栅分析 h2x9LPLBxT  
- 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 UapU:>!"`  
 系统内的光栅建模 %y9sC1T  
- 但是,任何现实的光栅结构都放置在基底上,使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 oh:9v+  
- 平面建模考虑了菲涅耳损耗,但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 [ KgO:},c  
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 n%29WF6Zf  
?7V~>i8[  
;<m*ASM.3  
x#3*C|A  
5. 光栅级次通道选择 z/"*-+j  
-5  
UFT JobU  
 方向 FS=yc.Q_  
- 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 T5|kO:CbHq  
 衍射级次选择 /d}"s.3p  
- 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 RHBQgD$  
- 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'IU1sU  
 备注 8#JX#<HEo  
- 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 6\I^]\YO  
B(1-u!pz  
{ rLgyrj$  
j24 3oD  
6. 光栅的角度响应 ssLswb  
dq.U#Rhrx  
UJh;Hp:  
 衍射特性的相关性 NjZ~b/  
- 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 tnnGM,"ol  
- 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。 o$</At  
- 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) R 39_!  
- 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 2Q%7J3I  
4 j=K3m  
V:L%GWU  
5C1EdQ4S0  
示例#1:光栅物体的成像 1UJrPM%  
XEA5A.uc  
1. 摘要 8u~  
p,8~)ic_  
.\_RavW23  
tXtNK2-1  
查看完整应用使用案例
I[k"I(  
tgG*k$8z  
2. 光栅配置与对准 =[]6NjKS,  
   ,\v'%,:C  
pml33^*<U  
e^\e;>Dh>  
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V($V8P/  
*'{-!Y  
3. 光栅级次通道的选择 G*+^b'7  
!Nx1I  
-JgNujt#9  
   8lpAe0p(Z  
示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 )L:e0u  
wxvi)|)  
1. 光栅配置和对准 la+Cra&xL  
:+Ukwno?/  
\wA:58 -j  
ErNYiYLi]  
查看完整应用使用案例 b*?u+tWP_  
=D$ED^W  
2. 基底处理 c$ZV vu  
B%;MGb o  
Z,#H\1v3lB  
RX>P-vp  
3. 谐振波导光栅的角响应 iv$YUM+  
*z VN6wG{  
1]G)41  
=p'+kS+  
4. 谐振波导光栅的角响应 QKj0~ia 5  
RJ3oI+gI  
t>cGfA  
   A! bG2{r  
示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 /dYv@OU?  
P'U2hCif  
1. 用于超短脉冲的光栅 X-HE9PT.  
pjFO0h_Y  
d{4;qM#  
A0)^I:&  
查看完整应用使用案例
Z71m(//*}  
g.Xk6"kO  
2. 设计和建模流程 &Pr\n&9A  
+\Vm t[v  
mtv8Bm=<  
} jj)  
3. 在不同的系统中光栅的交换 ?+d`_/IB  
ps 3 )d  
=D/zC'l  
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