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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。 yN-o?[o  
d$DNiJ ,  
i7rO 5<  
l9Xz,H   
2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 R( 2,1f=d  
i 'bviD  
 单光栅分析 py \KY R  
−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。 h{xq  
−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。 $2!|e,x  
t UOqF  
'Cr2& dy  
 系统内的光栅建模 M3m)uiz  
h"#[{$(  
−在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 ^@91BY  
−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。 "~V|p3  
6gr?#D -F  
IOL5p*:gz  
4Ny lc.2mi  
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。 M~h^~:Lk  
+K2p2Dw(k  
3. 系统中的光栅对准 dd?ZQ:n  
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)By #({O  
 安装光栅堆栈 6h5DvSO  
−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)。 n]nb+_-97  
−参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 V^S` d8?  
 堆栈方向 `8x.Mv  
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 @#u'z ~a)  
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au+6ookT  
wC&+nS1  
 安装光栅堆栈 I_.Jo `lK~  
- 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)。 KkK !E  
- 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 Uo]x6j<  
 堆栈方向 b^s>yN  
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 l|jb}9(J  
- 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 v)c[-:"z  
XYrZI/R  
|g`:K0BI  
bVgmjt2&>  
]r&dWF  
 横向位置 gH u!~l  
−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。 8+|7*Ud  
−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。  26[.te9  
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 LX%UkfA9  
 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 P`$Y73L  
 通过组件定位选项。 fU^6h`t  
>Y)FoHa+/  
{Gi:W/jJ  
4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理
:c/](M  
p E56CM  
sry`EkS  
 单光栅分析 hsJS(qEh.'  
- 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 8|2I/#F}]  
 系统内的光栅建模 #Zq[.9!q{  
- 但是,任何现实的光栅结构都放置在基底上,使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 |M$ESj4@  
- 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。 j0(+Kq:J  
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 kN8?.V%Utw  
N*{>8iFo4  
U#gv ~)\k  
/4{.J=R}  
5. 光栅级次通道选择 au?5^u\  
Y(97},  
{)y8Y9G  
 方向 ];U}'&  
- 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 iosL&*'8  
 衍射级次选择 sqjv3=}  
- 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 Xhk_h2F[  
- 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。 Hphfqdh0`  
 备注 )K>2  
- 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 no UXRQ  
A1kqWhg\  
|$QL>{81  
U66}nN9  
6. 光栅的角度响应 Ynx.$$`$=  
MU#$tXmnC  
_ ATIV  
 衍射特性的相关性 R)u ${  
- 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 Q%Y r m  
- 对于不同的波长/偏振,衍射效率也不同,并且对于不同的入射角,衍射效率也不相同。 V+MhS3VD  
- 为了解决与角度有关的衍射行为,可能需要指定k域中的采样点(等效于角度空间) Q VJvuiUh  
- 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 I/Q5Y-atg  
1v"r8=Wt  
c ;@k\6  
nd xijqw  
示例#1:光栅物体的成像 @;T?R  
YThFskRoO  
1. 摘要 EVE<LF?  
rxM)SC;P  
o<f|jGY0  
H>Ws)aCq  
查看完整应用使用案例
dq U.2~9  
L |pJ\~  
2. 光栅配置与对准 EC0M0qQ  
   x}*Y =Xh  
r\f|r$i  
>x 6$F*:W}  
OK1f Y`$z  
/`YbHYNF[  
R`F8J}X_  
3. 光栅级次通道的选择  U<Z\jT[  
Da WzQe=  
ja|XFs~  
   QnPgp(d <  
示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 jy2@t*  
Ze>Pg.k+  
1. 光栅配置和对准 3NA G}S  
@Tl!A1y?  
JJn+H&[B  
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查看完整应用使用案例 twA2U7F  
9b}AZ]$  
2. 基底处理 nM,5KHU4a  
?=lnYD j  
lS:R##  
W=)wiRQm  
3. 谐振波导光栅的角响应 <(<19t5.  
{x8UL7{  
fpK`  
7Yjxx+X9  
4. 谐振波导光栅的角响应 T1}9^3T?{  
c6NCy s  
*;I F^u1  
   Bhnwb0b<  
示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 H%\\-Z$#  
\jcEEIEi  
1. 用于超短脉冲的光栅 =*u:@T=d5  
l8_TeO  
d{LQr}_o$$  
wc ! v /A  
查看完整应用使用案例
:i24 @V~){  
[@_zsz,`L  
2. 设计和建模流程 &3;yho8v@  
cLD-,v;c  
/rqaUC)A  
=>7\s}QZ  
3. 在不同的系统中光栅的交换 yfD)|lK  
.C2.j[>  
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