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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。 ,w4V?>l  
JU&c.p /  
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2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 \\;jw[P0  
1K50Z.o&@  
 单光栅分析 ` 7V]y -  
−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。 .Vvx,>>D  
−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。 #?- wm  
[?N~s:}  
{fT6O&br  
 系统内的光栅建模 ;+ hH  
l}A93jSL  
−在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 @Qt{jI !  
−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。 ')<hON44EX  
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i5@ z< \  
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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。 p}U ~+:v  
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3. 系统中的光栅对准 a~y'RyA  
B>P{A7Q  
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 安装光栅堆栈 DT&@^$?  
−为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。 U26}gT)  
−参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 %YqEzlzF  
 堆栈方向 v_GUNRs  
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 <*cikXS  
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 安装光栅堆栈 SSMHoJGm  
- 为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。 /R wjCUf  
- 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 p>8D;#Hm L  
 堆栈方向 LyFN.2qw  
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 _u QOHwn  
- 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 WX3-\Y5E  
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Z=vU}S>r|v  
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m^;f(IK5  
 横向位置 "oO%`:pb  
−对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时,必须考虑光栅的横向位置。 /aZ`[m2  
−例如,激光束(紧密地)聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上,效果可能会大不相同。 WCixKYq  
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 -m~#Bq  
 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 onxLyx|A  
 通过组件定位选项。 ge8ZsaiU  
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4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理
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?^\|-Gr  
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 单光栅分析 YS"=yye 3e  
- 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 pIqeXY  
 系统内的光栅建模 I51@QJX  
- 但是,任何现实的光栅结构都放置在基底上,使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 z!9-:  
- 平面建模考虑了菲涅耳损耗,但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 1/J=uH  
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 ak!G8'w  
ePo}y])2  
k@W1-D?  
@|YH|/RF  
5. 光栅级次通道选择 X45%e!  
|Z +=  
%._.~V  
 方向 -e:`|(Mo  
- 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 P+/e2Y  
 衍射级次选择 o!A+&{  
- 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 JZyAXm%  
- 并非总是需要考虑所有衍射级,建议仅使用感兴趣的衍射级。 A2Gevj?F$  
 备注 [`7ThHX  
- 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 P-"y3 ZE=  
_xhax+,! ~  
Uz]|N6`  
H9e<v4 c  
6. 光栅的角度响应 )\$|X}uny&  
B tcy)LRk  
v` 1lxX'*  
 衍射特性的相关性 U # qK.  
- 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 Ig>(m49d  
- 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。 ZPYS$Ydy  
- 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) (SAs-  
- 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 =D"#U#>;7&  
4'=y:v2  
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示例#1:光栅物体的成像 )l DD\J7  
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1. 摘要 I-l_TpM)  
z~s PXGb  
}k.Z~1y  
e+fN6v5pU  
查看完整应用使用案例
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2. 光栅配置与对准 $ $mV d+  
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Pa: |_IXA  
3. 光栅级次通道的选择 @`9]F7h5W  
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   $/Uq0U  
示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 H0vfUF53l  
67FWa   
1. 光栅配置和对准 $6R-5oQ  
8zW2zkv2|#  
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H3-hcx54T  
查看完整应用使用案例 sc#qwQ#  
5*u+q2\F  
2. 基底处理 \1M4Dl5!  
gL/9/b4  
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O+x!Bg7   
3. 谐振波导光栅的角响应 +] {G@pn  
>Y@H4LF;1x  
h^P#{W!e\  
@gK?\URoT  
4. 谐振波导光栅的角响应 mgU<htMr1  
2=!RQv~%  
+G>\-tjSD  
   @d1Q"9}B  
示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 qwAT>4  
>9Vn.S  
1. 用于超短脉冲的光栅 N!tX<u~2  
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MVUJD{X#  
~6md !o%i  
查看完整应用使用案例
!C.4<?*|  
}"%N4(Kd  
2. 设计和建模流程 _Y m2/3!  
{Qj~M<@3  
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?:eV%`7  
3. 在不同的系统中光栅的交换 #fM`}Ij.A  
lPAQ3t!,  
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