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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。 P/[}$(&:  
xMA2S*%ca  
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IN=l|Q$8f  
2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 /xb37,   
:a*F>S!  
 单光栅分析 ow7*HN*  
−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。 49Hgq/uO  
−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。 o@qI!?p&  
asJt 6C  
GXwQ )P5]  
 系统内的光栅建模 J:dNV <A^  
v M $Tn  
−在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 B&sa|'0U  
−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。 D6:"k 2  
^)1!TewCY  
oR}'I  
v03 ^  
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。 *lyRy/POB  
cHUj6'neO  
3. 系统中的光栅对准 lTJM}K  
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/'L/O;H20  
 安装光栅堆栈 TL@{yJ;s  
−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)。 ]64?S0p1c!  
−参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 g.x]x #BC  
 堆栈方向 *W<|5<<u@  
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 V&>mD"~MP  
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K~ VUD(  
 安装光栅堆栈 'cf8VD  
- 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)。 q&V=A[<rz  
- 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 |\/V1  
 堆栈方向 w6 .J&O  
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 0[!38  
- 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 3ms{gZbw  
F}4jm,w  
7_]Bu<{f  
CDGN}Q2_  
ek]CTUl*  
 横向位置 -MItZ  
−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。 BZRC0^-C@  
−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。  `AxhA.&V  
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 (Q6}N'T  
 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 6Ej@;]^^-  
 通过组件定位选项。 XkuZ2(  
-\~D6OA  
S1W(]%0/  
4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理
k?ksv+e\  
28d=-s=[  
#AUa'qB t  
 单光栅分析 ]z 5gC`E0  
- 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 UU 2 =W  
 系统内的光栅建模 5:~BGK&{Y  
- 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。 9 e0Oj3!B  
- 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。 ?o.Q  
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 L }&$5KiwV  
F<N{ x^  
|k=L&vs  
|T^c(RpOE  
5. 光栅级次通道选择 or..e  
3bPF+(`J  
w|WehNGr  
 方向 -<.b3Mh  
- 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 J;cTEB  
 衍射级次选择 1U;p+k5c  
- 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 {;XO'  
- 并非总是需要考虑所有衍射级,建议仅使用感兴趣的衍射级。 m\?H < o0  
 备注 4^Ghn  
- 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 h`,!p  
Ae 3:"  
7!-y72qx  
E0a &1j  
6. 光栅的角度响应 "R v],O"  
2q ,> *B?  
5cE?>  
 衍射特性的相关性 o$_,2$>mn  
- 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 dS m; e_s  
- 对于不同的波长/偏振,衍射效率也不同,并且对于不同的入射角,衍射效率也不相同。 c;pv< lX'  
- 为了解决与角度有关的衍射行为,可能需要指定k域中的采样点(等效于角度空间) ?O<D&CvB  
- 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 >gFEA0-  
9 WhZ= Xk  
Z/hgr|&}  
hIv8A_>@`  
示例#1:光栅物体的成像 ^E(:nxQ6s  
#0;ULZ99aH  
1. 摘要 >|@i8?|E  
wc#E:GJcK  
0xQ="aXE  
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查看完整应用使用案例
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bI"_hvcFp  
2. 光栅配置与对准 >2w^dI2  
   a2'f#[as  
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V O= o)H\  
<|MF\D'  
U4*Q;A#  
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3. 光栅级次通道的选择 _#]/d3*Z}  
l mRd l>  
kg^VzNX  
   ,_(AiQK  
示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 yhpeP  
<yHa[c`L  
1. 光栅配置和对准 C[xY 0<^B  
(7Q Fy  
n$oHr  
m<X[s  
查看完整应用使用案例 gL:Vj%c  
"$Mz>]3&q  
2. 基底处理 Ob#d;F  
M)JKe!0ad1  
= olmBXn/  
p2/Pj)2  
3. 谐振波导光栅的角响应 Y3QrD&V  
tr t^o  
rV0X*[]J>  
AYP*J  
4. 谐振波导光栅的角响应 Adma~]T9  
Z=&cBv4Fs  
#oX8EMqs<  
   G (o9*m1  
示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 BHZCM^  
GWvw<`4  
1. 用于超短脉冲的光栅 PV\aQO.mo  
,&5\`  
;n~-z5)  
QU;bDNq,c  
查看完整应用使用案例
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2. 设计和建模流程 CVy\']  
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ZZu{c t9  
6B=: P3Y  
3. 在不同的系统中光栅的交换 !5}u\  
U7do,jCoa  
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