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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。 ^y;OHo  
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Uzm[e%/`  
'44nk(hM69  
2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 @O*ev| o@x  
EIVQu~,H  
 单光栅分析 LU 5 `!0m  
−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。 u"CIPc{Sr  
−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。 %`<`z yf  
GurE7J^=  
2*UE&Gp  
 系统内的光栅建模 *X =f  
[b\lcQ8O  
−在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 1\7"I-  
−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。 j)SgB7Q  
LQ&d|giA  
VNh,pQ(  
E.Gh@i  
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。 @a7(*<".  
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3. 系统中的光栅对准 BIB>U W  
>t6'8g"T  
,BN}H-W\2  
 安装光栅堆栈 vNwSZ{JBd  
−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)。 ~Hs]}Xo  
−参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 Ot:\h  
 堆栈方向 :Y)kKq d  
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 7 +W?Qo  
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Y=wP3q  
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DF&jZ[##  
 安装光栅堆栈 rF j)5~  
- 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)。 < c4RmnA  
- 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 \gW\Sa ^  
 堆栈方向 S:GUR6g8D  
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 &Bdt+OQ ;  
- 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 y<LwrrJ>  
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:+V1682u  
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pQ2)M8 gf  
 横向位置 T4, Zc  
−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。 ?lw[  
−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。 QvQf@o  
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 E*b[.vUp  
 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 igbb=@QBJ  
 通过组件定位选项。 zSM7x  
r.G/f{=<@  
.j'IYlv/P  
4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理
rL+n$p X-  
JFk|Uqs(  
h.+&=s!Nsy  
 单光栅分析 _e@qv;*  
- 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 wyhf:!-I  
 系统内的光栅建模 tMk>Bx9[  
- 但是,任何现实的光栅结构都放置在基底上,使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 pvdZ>D-IU  
- 平面建模考虑了菲涅耳损耗,但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 i3WmD@  
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 t>`LO  
jN[6JY1  
KI QBY!N+  
i&G`ah>  
5. 光栅级次通道选择 uV:uXQni``  
p$G3r0 @  
5dEO_1q %  
 方向 +Y^F>/4=Y  
- 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 Ip|^?uyrk  
 衍射级次选择 ZV^J5wYE  
- 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 )Is*- W  
- 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。 : MmXH&yR  
 备注 t-'GRme  
- 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响  /lok3J:  
l6U'  
5GxM?%\  
KKXb,/  
6. 光栅的角度响应 a ^/20UFq  
_SW a3O#'  
2EcYO$R!  
 衍射特性的相关性 ;xH'%W9z  
- 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 toZI.cSg4  
- 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。 $^aXVy5p  
- 为了解决与角度有关的衍射行为,可能需要指定k域中的采样点(等效于角度空间) \$|UFx  
- 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 )g<qEyJR  
H 6<@  
~{!!=@6  
g]Ny?61  
示例#1:光栅物体的成像 }4MG114j  
bUB6B  
1. 摘要 x=+I8Q4:  
?qW|k6{O  
.7rsbZzs  
#,{v Js~  
查看完整应用使用案例
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2. 光栅配置与对准 mpAh'f4$*  
   >2a#|_-T  
 #7"5Y_0-  
Bq8<FZr#!  
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9'aR-tFun;  
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3. 光栅级次通道的选择 eajL[W^>  
"n-xsAG  
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   <7Lz<{jaJ  
示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 V-u\TiL  
/bk} J:QRg  
1. 光栅配置和对准 o>%W7@Pr  
LEa:{s<:  
[]^>QsS(X  
B ~GyS"  
查看完整应用使用案例 '|r !yAO6  
*~X\c Z  
2. 基底处理 svgi!=  
Wd<}|?R  
(<-0UR]%q;  
% m$Mn x  
3. 谐振波导光栅的角响应 K)Ka"H  
mL+ps x+  
$a1.c;NE'  
4TV9t"Dk+c  
4. 谐振波导光栅的角响应 i:To8kdO  
YJ`>&AJ  
8t; nU;E*  
   Yuck]?#0  
示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 7n.J.<+9  
VgL<uxq  
1. 用于超短脉冲的光栅 #+ =afJ  
~Q\[b%>J  
?y kIi/  
L;<]wKs  
查看完整应用使用案例
J{I?t~u  
C5FtJquGN)  
2. 设计和建模流程 3]A'C&  
%/p5C  
u/WkqJvw#  
YTsn;3d]}  
3. 在不同的系统中光栅的交换 (>'d`^kjk  
)^AO?MW  
+q!6zGs.  
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