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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。 _J(n~"eR JLUG=x(dA
1{+x >Pv: y6NOHPp@ 2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 o#3?")>| )OQhtxK 单光栅分析 :W]?6= −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$ [R>l9 −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。 &7Frg`B&: ,K9\;{C
Q|QVm,m 系统内的光栅建模 ^?PU:eS QK _1!t3 −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 8 2qf7` −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。 w1HE^
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u.;zz'| vvA=:J4/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。 f!6oW( r-L +Go(yS 3. 系统中的光栅对准 _Gs*4: Gr9/@U+ Vp8t8X1` 安装光栅堆栈 qu]ch&"?U −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)。 r=GF*i[3 −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 79 zFF 堆栈方向 M|!^ #!a( −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 ,XT#V\qne )E;+C2G
Y `4AML n\d`Fk *Q2;bmIc 安装光栅堆栈 .5Y%I;~v - 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)。 $r`K4g - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 O7@CAr 堆栈方向 l`lo5:w - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 &qw7BuF - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 vZV+24YWb WrK!]17or
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?"(5da. D'V0b" 横向位置 zJ{?'kp −对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时,必须考虑光栅的横向位置。 _XT]," −例如,激光束(紧密地)聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上,效果可能会大不相同。 o`?0D)/O −光栅的横向位置可通过一下选项调节 W{E22J} 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 Pn@k)g 通过组件定位选项。 p7(Pymkd Gvo(iOU
\PS{/XK 4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 e&[gde( 1*S5:7Tb xe^*\6Y 单光栅分析 5,=Yi$x - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 [?3*/*V 系统内的光栅建模 (]wi^dE - 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。 b *IJ + - 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。 *S_e:^ - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 "8K>Yu17 _`lj
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<CsB c>fLSf 5. 光栅级次通道选择 EubR]ckB YwGc[9=n `x:znp} ' 方向 PoMkFG6 - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 M0!;{1 衍射级次选择 o?\)!_Z| - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 <%eY>E - 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。 ?]gZg[ 备注 <*L=u ; - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 `mPmEV< E_&Hje|J_[
RAR0LKGX Tk s;,C 6. 光栅的角度响应 H"(:6
` &SS"A*xg Du3OmXMk 衍射特性的相关性 .d`+#1Ot( - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 eydVWVN - 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。 pTq,"}J!+ - 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)
?7-#iC` - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 Mq) n=M 3WyK!@{
'|^LNAx N_<sCRd]9 示例#1:光栅物体的成像 bb;fV )gdv! 1. 摘要 *ggTTHy J<DV7zV
oTZ?x}Z1 xrx{8pf → 查看完整应用使用案例 4W8rb'B!Ay ANSv ZqKh 2. 光栅配置与对准 I Vy,A7f 20m6-rkI<}
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vy/U""w` >`*iM 3. 光栅级次通道的选择 o^~6RZ etf ft8
6A M,1 tYIHsm\b 示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 ~l!(I-'?g $gDp-7 1. 光栅配置和对准 0kgK~\^,.O ]6OrL
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a#H=dIj *F:]mgg → 查看完整应用使用案例 Wy#`*h, r0G#BPgdR 2. 基底处理 v,vTRrpK q" wi.&|
MSeO#X o0 -e,F>u 3. 谐振波导光栅的角响应 EC1q#;: cYx=8~-
N-^\X3X qU8UKI P 4. 谐振波导光栅的角响应 f<SSg*A; {EJVZG:&
+lJuF/sS8m P},S[GaZ 示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 W/oRt<:E XeDU
, 1. 用于超短脉冲的光栅 '5ky< `^AbFV
3
! qrF=a ibzYY"D: → 查看完整应用使用案例 zQ{ Q>"- %>I!mD"X\ 2. 设计和建模流程 #a#~YSnG v{
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uNd ;;X p5F[( H|9 3. 在不同的系统中光栅的交换 /l(:H 9Z*` {
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