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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。 UKYQ @m  
zf@gAvJ  
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。 Nk.m$  
j,DF' h  
3. 系统中的光栅对准 ldd8'2  
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~  
FT F`-}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  
[QwBSq8)  
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  
1zcaI^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  
Ja7yq{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  
g QYs,  
0: Nw8J  
gSk0#Jt  
示例#1:光栅物体的成像 X/f?=U  
mhgvN-? "h  
1. 摘要 Rn$TYCO  
szs.B|3X@*  
B!x7oD9  
^2`*1el  
查看完整应用使用案例
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2. 光栅配置与对准 zXW)v/ ZD  
   ++!'6! l  
yIu_DFq%  
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FL[,?RU?2  
-`CE;  
?s@=DDB\u  
3. 光栅级次通道的选择 ^@ Xzh:  
> ofWHl[-  
HE:]zH  
   G.~Ffk  
示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 xz-?sD/xe  
)@],0yL  
1. 光栅配置和对准 y-uSpW  
he|.Ow  
qm6X5T  
Y^QG\6q  
查看完整应用使用案例 9*S9~  
629ogJo8  
2. 基底处理 @5h(bLEP  
&<EixDi4q  
1oI2  
hO2W!68  
3. 谐振波导光栅的角响应 )C$pjjo/`  
@2~;)*  
-VvN1G6.x?  
=C- b#4Q  
4. 谐振波导光栅的角响应 fuT Bh6w&  
%-L T56T  
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  
p2hPLq  
E-deXY  
3. 在不同的系统中光栅的交换 'u9y\vUy  
a>&dAo}  
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