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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。 (~YFm"S $
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a&>Tk% h'{}eYb+ 2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 5gZEcJ rg Q6/3}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。 LnQm2uF −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$G 两种建模方法通常可以一起使用,如先优化光栅结构本身,然后将其插入系统。 U.7;:W}c vn n4 3. 系统中的光栅对准 +Eil:Jz y`"b%P)+T zCrDbGvqF` 安装光栅堆栈 gu+c7qe −为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。 #UR4I2t* −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 ~#X,)L{y7v 堆栈方向 |_&Tu#er3 −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 IUX~dO s1,kTde
\;0J6LBc ;p~ &G"-C` DlB"o. 安装光栅堆栈 "j+zd&*={ - 为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。 v#iKa+tx - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 |yE_M-Nc 堆栈方向 s>Eu[uA - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 P8DT2|Z6f] - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 2ql7*g?Uq@ jEQr{X7bEL
PP+{zy9Sb 9/$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$]V*rAG 9moenkL 单光栅分析 `Q2
`": - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 {p-b,J9~a 系统内的光栅建模 ajy.K'B* - 但是,任何现实的光栅结构都放置在基底上,使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 uMm/$#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$.t 5. 光栅级次通道选择 J~z;sTR ]Xcqf9k G!~[+B 方向 @F_#d)+%> - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 zn5 衍射级次选择 }a@ZFk_> - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 41%B%K* - 并非总是需要考虑所有衍射级,建议仅使用感兴趣的衍射级。 t?^C9(;6 备注 Ou IoO - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 VNx|nP& DKL< "#.7
;u LD_1% LPbZ. 6. 光栅的角度响应 ocwRU0+j gx&BzODPd0 E^S[8= 衍射特性的相关性 wC@5[e$ - 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'\+zjL - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 P/._ tQu6 -ecP@,
5,!,mor$] <Gzy*1Q& 示例#1:光栅物体的成像 qPdNI1 | lp5`Kw\ 1. 摘要 !Y_"q^5GG' x#"|Z&Dw0
R}4o{l6 hd1H → 查看完整应用使用案例 "HFS5Bj' +F ~;Q$T 2. 光栅配置与对准 xKKL4ws XtfO;`
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v=?U{{xQ 8Dpf{9Y-E 3. 光栅级次通道的选择 #V[?puE@ [wl:"rm
z<rdxn,9 V#!ihL/> 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
CtVY;eG cH6ie?KvAo → 查看完整应用使用案例 vBsd.2t~ w3:WvA5jt 2. 基底处理 BR\%aU$u 70&v`"
i](,s. O
z%K* 3. 谐振波导光栅的角响应 8%JxXtWW` UC^&&
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}[Uh4k8P e;pVoRI 4. 谐振波导光栅的角响应 &V1N
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_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-[F 7 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"pUe VJ 3. 在不同的系统中光栅的交换 _~_04p PC/fb-J
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