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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。 5$`ihO?  
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2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 ^dM,K p  
ej4xW~_  
 单光栅分析 wspZ Eu>C;  
−通过主窗口“光栅”菜单,可以进入仅针对光栅的特殊评估环境。 y?zNxk/p  
−它有助于分析和可视化光栅的衍射特性,例如衍射角度和效率。 eZ8~t/8  
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Gn>#Mvq  
 系统内的光栅建模 g/'CX}g`  
NffZttN  
−在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 VK5|w:  
−这样可以对系统内的光栅进行建模,从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。 }YfM <  
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f,wB.MN  
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两种建模方法通常可以一起使用,如先优化光栅结构本身,然后将其插入系统。 *VmJydd  
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3. 系统中的光栅对准 }`FC'!(   
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 安装光栅堆栈 }\!&3^I  
−为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。 D~P I_*h.  
−参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 !yI , ~`Z  
 堆栈方向 G|*^W;(Z  
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 f5.rzrU  
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 安装光栅堆栈 @*`9!K%  
- 为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。 By%mJ%$~  
- 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 A%qlB[!:  
 堆栈方向 y9kydu#q  
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 Yx>y(Whu.  
- 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 e@}zp  
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 横向位置 f mXU)  
−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。 )FVW/{NF@q  
−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。 "^_9t'0  
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 U>PF#@ C/  
 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 <!gq9  
 通过组件定位选项。 G9"2h \  
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4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理
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Z\Qa6f!  
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 单光栅分析 O%?noW  
- 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 $Pv;>fHu  
 系统内的光栅建模 =iF}41a  
- 但是,任何现实的光栅结构都放置在基底上,使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 & c a-  
- 平面建模考虑了菲涅耳损耗,但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 I[E/)R{\  
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 Huzw>  
WB~ ^R<g  
"9mJ$us  
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5. 光栅级次通道选择 94Wf ]  
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lrQ +G@#  
 方向 B^`'2$3  
- 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 M8j%bmd(,  
 衍射级次选择 AWSe!\b  
- 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 woIcW  
- 并非总是需要考虑所有衍射级,建议仅使用感兴趣的衍射级。 qC<!!473?  
 备注 a:nMW'!  
- 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 Hp`Mp)1s  
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R?bF b|5t  
6. 光栅的角度响应 N#<h/  
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%heX06  
 衍射特性的相关性 u`GzYG-L  
- 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 haj\Dm  
- 对于不同的波长/偏振,衍射效率也不同,并且对于不同的入射角,衍射效率也不相同。 i&KD)&9b#  
- 为了解决与角度有关的衍射行为,可能需要指定k域中的采样点(等效于角度空间) zSs5F_  
- 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 )<W6cDx'H+  
k8]=5C?k  
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示例#1:光栅物体的成像 E*rnk4Y  
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1. 摘要 7|=*z  
L_$M9G|5n  
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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 6@ `'}  
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3. 光栅级次通道的选择 'MEO?]Tf.^  
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示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 >{_`J  
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1. 光栅配置和对准 +f)Nf) \q  
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查看完整应用使用案例 Epm'u[wV  
(+g!~MP  
2. 基底处理 S9Kay'.aJ(  
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UYu 54`'kg  
3. 谐振波导光栅的角响应 ;D5B$ @W>  
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L|DSEth  
4. 谐振波导光栅的角响应 qwka77nNT  
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#N-NI+qX  
   .MO"8}]8Z  
示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 oh{!u!L`]  
w}Q|*!?_  
1. 用于超短脉冲的光栅 F8 4LMk?U  
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7S<Z&1(  
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查看完整应用使用案例
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6"Tr$E  
2. 设计和建模流程 Q"]C" ?  
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3. 在不同的系统中光栅的交换 rn1FCJ<;H  
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