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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。 i++ F&r[  
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2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述  E?%k  
M8 ++JI  
 单光栅分析 a)} ?rzT]  
−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。 *6k (xL  
−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。 >2N` l  
> a^H7kp  
l1YyZ^Z  
 系统内的光栅建模 y<B "  
$z` jR*  
−在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 6s>PZh  
−这样可以对系统内的光栅进行建模,从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。 UIzk-.<  
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两种建模方法通常可以一起使用,如先优化光栅结构本身,然后将其插入系统。 3DgI.V6un  
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3. 系统中的光栅对准 nEs l  
g,x$z~zU{  
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 安装光栅堆栈 vUj7rDT|  
−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)。 M}us^t*  
−参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 #Etz}:%W  
 堆栈方向 drF"kTD"7  
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 yp!Xwq#n  
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l1!i3m'x  
 安装光栅堆栈 j^:\a\-1  
- 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)。 @p}H@#/u\  
- 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 {"s9A&  
 堆栈方向 u;y1leG  
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 TS@EE&Wq  
- 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 4}96|2L5  
5tQffo8t  
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 横向位置 c1b@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。 A9F&XF7{  
−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。 SyTcp?H  
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 )]rGGNF*  
 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 '(I"54W  
 通过组件定位选项。 7*u0)Hog  
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FL0[V,  
4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理
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 单光栅分析 p5>TL!4M  
- 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 | u36-  
 系统内的光栅建模 hoeOdWI pf  
- 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。 /|BzpIfpN  
- 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。 SlsMMD  
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 &`t-[5O\  
-N*g|1rpa  
#P18vK5  
^!E;+o' t  
5. 光栅级次通道选择 'U5 E{  
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 方向 h4!$,%"''  
- 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 ]TqcV8Q~  
 衍射级次选择 d.2   
- 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 69\0$O  
- 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。 G2rxr  
 备注 R4p bi=  
- 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 I0GL/a 4s  
o]PSyVg  
Y~gpiL3u  
aD 24)?db-  
6. 光栅的角度响应 +=U`  
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$Iv*?S"2  
 衍射特性的相关性 +oe ~j\=  
- 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 T\. 8og  
- 对于不同的波长/偏振,衍射效率也不同,并且对于不同的入射角,衍射效率也不相同。 [ZDJs`h!`  
- 为了解决与角度有关的衍射行为,可能需要指定k域中的采样点(等效于角度空间) ]qhVxeUm  
- 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 Mp"] =  
d<fS52~l  
u&r @@p.  
V ;"?='vVe  
示例#1:光栅物体的成像 eAm7*2  
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1. 摘要 Z/:( *FC  
{tF=c0Z  
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查看完整应用使用案例
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2. 光栅配置与对准 T|ZT&x$z  
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3. 光栅级次通道的选择 ,&z_ 2m  
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   FSc7 30rM  
示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 r(%#@?&  
5o rA#B  
1. 光栅配置和对准  2Np9*[C  
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查看完整应用使用案例 8Bo'0  
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2. 基底处理 yd#4b`8U`  
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3. 谐振波导光栅的角响应 *N< 22w  
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4. 谐振波导光栅的角响应 >:KPvq!0  
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示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 F RS@-P  
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1. 用于超短脉冲的光栅 #HM0s~^w&  
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查看完整应用使用案例
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2. 设计和建模流程 > YN<~z-  
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3. 在不同的系统中光栅的交换 Ms^,]Q1{  
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