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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。 O7|0t\) K2,oP )0.Y
v]|^.x: t6&6kl 2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 :Xc%_&) 8FyJo.vr( 单光栅分析 }18}VjC! −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。 6%Ap/zvCZ> −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。 6>ZUx}vYj Ql sMMIax
xoI;s}*E 系统内的光栅建模 S0nBX"$u [8AGW7_ −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 +L1%mVq]y −这样可以对系统内的光栅进行建模,从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。 vwDnz/-
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a9PSg/p ?ihkV?;) 两种建模方法通常可以一起使用,如先优化光栅结构本身,然后将其插入系统。 3eQ-P8LS zK893) 3. 系统中的光栅对准 Qi`Lj5;\F yS0YWqv]6@ 5qtZ`1Hq 安装光栅堆栈 tjc3;9 −为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。 PeGL
Rbx34 −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 Ijq1ns_tx8 堆栈方向 +c5z-X$^] −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 k"F5'Od W(ITs}O
~F?s\kp6 MjCD;I:C. !a?$ 安装光栅堆栈 57IAH$n8o - 为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。 8B;wn<O - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 "']I. 堆栈方向 bI.LE/yk - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 _cdrz)T - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 `oP :F[B _]8FCO
T!e]= U8L%=/N>B \xG>>A% 横向位置 t98t&YUpm −对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时,必须考虑光栅的横向位置。 NXsDn&&O −例如,激光束(紧密地)聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上,效果可能会大不相同。 [2I1W1pd −光栅的横向位置可通过一下选项调节 S4uX utd 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 /tI8JXcUK 通过组件定位选项。 Cmg(#$X Zyxr#:Qm
dC8$Ql^< 4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 @qk$
6X ,.[T]37 8o43J;mA 单光栅分析 $,$bZV - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 {]1o($.u 系统内的光栅建模 m UY+v>F - 但是,任何现实的光栅结构都放置在基底上,使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 GJN"43 - 平面建模考虑了菲涅耳损耗,但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 (A(7?eq - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 9r.Os |Qo`K%8
Ik2yIf5d Z18T<e 5. 光栅级次通道选择 =.`(KXT 6L[ Yn?; 1y@d`k`t: 方向 o?(({HH - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 Z .6M~ 衍射级次选择 5/Viz`hsz - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 <$bM*5sHF> - 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。 CY~]lQ 备注 5%,5Xe4p - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 D^ZG-WR ("0 7t/||
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\d$fi*{ 6. 光栅的角度响应 =@(&xfTC -|;{/ s5 "D#+:ix8G| 衍射特性的相关性 {FRUB(68b - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 |Iei!jm - 对于不同的波长/偏振,衍射效率也不同,并且对于不同的入射角,衍射效率也不相同。 ~I[Z2&I - 为了解决与角度有关的衍射行为,可能需要指定k域中的采样点(等效于角度空间) 8,iBG! RF - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 278:5yC iAD'MB
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DOOq;+ 示例#1:光栅物体的成像 'J\nvNm {8+FxmH 1. 摘要 52Sq;X +KV?W+g)`
|R$V[ .j"iJ/ → 查看完整应用使用案例 :[![9JS/ Ze+p;v 2. 光栅配置与对准 cV]c/*zA 1;_tu
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`pr$l ;75m 9yGo 3. 光栅级次通道的选择 e4:,W+g,9 (gW#T\Eln
<ZmC8&Uo h-r\1{Q1] 示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 )[S~W 35 sBUK v(U) 1. 光栅配置和对准 fny|^F]w u|]{|Ya'%
K"Vo'9R[_ D{'>G@nLQ → 查看完整应用使用案例 l Tpn/ GD(gm,,) 2. 基底处理 q!UN<+k\h K]c|v
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Qm9r>m6p@N $D;/b+a 3. 谐振波导光栅的角响应 }
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R<\5q%@G }ACWSk WK 4. 谐振波导光栅的角响应 ;MSdTHN" ^YVd^<cE
,_SE!iL X8(H#Ef[ 示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 NT(gXEZ !+bLhW` 1. 用于超短脉冲的光栅 [\i0@ h>0R!Rl8
qH1k Evjvaa^ → 查看完整应用使用案例 k&JB,d-mJ% %IAZU c 2. 设计和建模流程 +=_^4 sGBm[lplz
K!AW8FnHkZ @^q|C&j 3. 在不同的系统中光栅的交换 *:r6E |ZJ<J)y
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