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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。 lc <V_8  
<{W{ Y\_A>  
RL` jaS?V  
no+ m.B  
2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 $q\"d?n  
neU=1socJ  
 单光栅分析 wXUR9H|0(  
−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。 '#c#.O  
−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。 `dm*vd  
X2V+cre  
Gor 9 &aJ1  
 系统内的光栅建模 @K <Onh`  
L!:NL#M  
−在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 l0'Yq%Nf  
−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。 $ 5"  
WD%(RC"Q  
vN(~}gOd\  
0m3hL~0(a  
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。 /%cDX:7X  
N)mZ!K44  
3. 系统中的光栅对准 Gbhw7 (&  
)M<+?R$];  
\~8W0q.4M  
 安装光栅堆栈 x:-NTW -g  
−为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。 vP,pK=5  
−参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 a8TtItN  
 堆栈方向 9&r]k8K  
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 WdOxwsq"  
r]Hrz'C`  
_=0Ja S>M.  
79 4UY  
F9LKO3Rh#u  
 安装光栅堆栈 s O#cJAfuu  
- 为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。 8`L]<Dm  
- 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 M_!]9#:K7  
 堆栈方向 #)}BY"C%  
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 ~j[?3E4L}  
- 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 o<A-ETx<  
fK:4jl-r  
b; of9hY  
kLzjK]4*  
6{;6~?U  
 横向位置 [NE!  
−对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时,必须考虑光栅的横向位置。 %( OP  [  
−例如,激光束(紧密地)聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上,效果可能会大不相同。 9U;  
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 .=YV  
 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 3~fi#{  
 通过组件定位选项。 <SJ6<'  
@MibKj>o  
=( ZOn=IL  
4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理
~Q=;L>Qd  
b$;oty9Y  
{3KY:%6qj  
 单光栅分析 D?y-Y  
- 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 dlvU=^G#G  
 系统内的光栅建模 * 4J!@w  
- 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。 jy0aKSn8  
- 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。 V^tD@N  
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 Oa:C'M b  
&wU"6E  
nZ=[6?  
+8ib928E  
5. 光栅级次通道选择 zq + 2@"q  
gm5%X'XL  
,>#\aO1n  
 方向 d(}? \|  
- 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 &(<>} r  
 衍射级次选择 ]4B;M Ym*  
- 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 [&~x5l 8\C  
- 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。 Uy=yA  
 备注 b,:^\HKC  
- 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 r1q'+i  
{QG6ldI  
, l!>+@  
dSjO 12b  
6. 光栅的角度响应 _b>z'4_'  
"E7<S5 cr  
V %[t'uh  
 衍射特性的相关性 M%54FsV  
- 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 (soTkH:#  
- 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。 ~c&sr5E  
- 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) r[):'ys,C  
- 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 :)Es]wA#HZ  
V*JqC  
?$)a[UnqX  
%gn@B2z  
示例#1:光栅物体的成像 noaR3)  
hc$m1lLn  
1. 摘要 C!547(l[  
$C=XSuPNK  
I`xC0ZUKj  
m%eCTpYo  
查看完整应用使用案例
D;2V|CkU  
Jo qhmn$j  
2. 光栅配置与对准 `tO t+>YWn  
   U*N{H$ACuR  
p4O[X\T  
> mCH!ey  
})8D3kzX)  
"Cvr("'O  
d8 ~%(I9  
3. 光栅级次通道的选择 f@9XSZ<.71  
5mVO9Q j  
j+fF$6po#t  
   ^^k9Acd~p  
示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 {c I~Nf?i  
' rXf  
1. 光栅配置和对准 |61ns6i!  
t?^!OJ:L  
5m@'( ] j  
3J8>r|u;1'  
查看完整应用使用案例 b'FTy i  
DHjfd+E=s  
2. 基底处理 Xsn M}  
{{bwmNv"  
,6^Xn=o #  
v 9G~i  
3. 谐振波导光栅的角响应 Y$, ++wx  
*E>R1bJ8  
SG~HzQ\%  
V"gKk$j7  
4. 谐振波导光栅的角响应 mo tW7|p.e  
>sAaLR4  
9I5AYa?  
   >^W6'Q$P<  
示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 ON{a'H  
g;q.vHvsc"  
1. 用于超短脉冲的光栅 1DU l<&4  
37IHn6r\  
(-;(wCEE  
| h"$  
查看完整应用使用案例
2!9W:I7  
eC 2~&:$L  
2. 设计和建模流程 3z#> 1HD$  
ze LIOw  
V\n!?1{kdF  
)_Hv9!U]e  
3. 在不同的系统中光栅的交换 U![$7k>,pr  
g@t..xJ,  
 MkdC*|  
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