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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。 (~YFm"S  
$ O1w 6\}_  
a&>Tk%  
h'{}eYb+   
2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 5gZEcJ  
rgQ6/3}qc  
 单光栅分析 PUMh#^g}  
−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。 ,@+ 7(W  
−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。 fz%I'+!  
B7:8%r/  
rlj @ '  
 系统内的光栅建模 GCN(  
l,FK\  
−在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 L nQm2uF  
−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。 @agW{%R:.  
~7Ji+AJA  
A>;Q<8rh  
T6s~f$G  
两种建模方法通常可以一起使用,如先优化光栅结构本身,然后将其插入系统。 U.7;:W}c  
vn n4  
3. 系统中的光栅对准 +Eil:Jz  
y`"b%P)+T  
zCrDbGvqF`  
 安装光栅堆栈 gu+c7qe  
−为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。 #UR4I2t*  
−参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 ~#X,)L{y7v  
 堆栈方向 |_&Tu#er3  
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 IUX~dO  
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;p~&G"-C`  
DlB"o.  
 安装光栅堆栈 "j+zd&*={  
- 为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。 v#iKa+tx  
- 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 |yE_M-Nc  
 堆栈方向 s>E u[ uA  
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 P8DT2|Z6f]  
- 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 2ql7*g?Uq@  
jEQr{X7bEL  
PP+{zy9Sb  
9/$D&tRN  
ei 1(A  
 横向位置 Ndj9B|s_  
−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。 v:s.V>{"S  
−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。 m?;aTSa  
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 /1X0h  
 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 ".&x`C  
 通过组件定位选项。 K*uFqdLL!  
te ?R(&  
%G9: M;|'  
4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理
yteJHaq  
Hu$]V*rAG  
9moenkL  
 单光栅分析 `Q2 `":  
- 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 {p -b,J9~a  
 系统内的光栅建模 a jy.K'B*  
- 但是,任何现实的光栅结构都放置在基底上,使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 uMm/$#E  
- 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。 846j<fE  
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 F^ kH"u[  
E.v~<[g  
&wj;:f  
OZ?4"1$.t  
5. 光栅级次通道选择 J~z;sTR  
]Xcqf9k  
G!~[+B  
 方向 @F_#d)+%>  
- 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 zn5  
 衍射级次选择 }a@ZFk_>  
- 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 41%B%K*  
- 并非总是需要考虑所有衍射级,建议仅使用感兴趣的衍射级。 t?^C9(;6  
 备注 Ou IoO  
- 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 VNx|nP&  
DKL< "#.7  
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LP bZ.  
6. 光栅的角度响应 ocwRU0+j  
gx&BzODPd0  
E^S[8=  
 衍射特性的相关性 wC@5[e$  
- 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 T*>n a8W  
- 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。 hvu>P {  
- 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) nGA'\+zj L  
- 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 P/._ tQu6  
-ecP@,  
5,!,mor$]  
<Gzy*1 Q&  
示例#1:光栅物体的成像 qPdNI1 |  
lp5`Kw\  
1. 摘要 !Y_"q^5GG'  
x#"|Z&Dw0  
R}4o{l6  
h d1H  
查看完整应用使用案例
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2. 光栅配置与对准 xKKL4ws  
   XtfO;`   
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8Dpf{9Y-E  
3. 光栅级次通道的选择 #V[ ?puE@  
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示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 HGmgQ>q@M$  
RsU=fe,  
1. 光栅配置和对准 "/hM&  
eSXt"t  
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查看完整应用使用案例 vBsd.2t~  
w3:WvA5jt  
2. 基底处理 BR\% aU$u  
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i](,s.  
O z%K*  
3. 谐振波导光栅的角响应 8%JxXtWW`  
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e;pVoRI  
4. 谐振波导光栅的角响应 &V1N a1`  
X"b4U\A  
_Jj/"?  
   I.tJ4  
示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 ed*Cx~rT  
c;e-[F7  
1. 用于超短脉冲的光栅 )F&@ M;2p'  
{rGq|Bj  
)eGGA6G  
Mm-FdP m  
查看完整应用使用案例
8rXq-V_u  
([UuO}m-  
2. 设计和建模流程 )gV+BHK  
lDV8<  
FQB)rxP  
,T"pUeVJ  
3. 在不同的系统中光栅的交换 _~_04p  
PC/fb-J  
V4qHaG  
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