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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。 _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^ /  
7pMl:\  
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(y S  
3. 系统中的光栅对准 _G s*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)。 $r`K4g  
- 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 O7@CAr  
 堆栈方向 l`lo5:w  
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 &qw7BuF  
- 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 vZV+24YWb  
WrK!]17or  
u] C/RDTH  
A ?"(5da.  
D'V0b"  
 横向位置 zJ{?'kp  
−对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时,必须考虑光栅的横向位置。 _XT],"  
−例如,激光束(紧密地)聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上,效果可能会大不相同。 o`?0D)/O  
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 W{E2 2J}  
 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 Pn@k)g  
 通过组件定位选项。 p7(Pymkd  
Gvo(iOU  
\PS{/XK  
4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理
e&[gde(  
1*S5:7Tb  
xe^*\6Y  
 单光栅分析 5,=Yi$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 3Lm0>  
H <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  
Tks;,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  
ANSvZqKh  
2. 光栅配置与对准 I Vy,A7f  
   20m6-rkI<}  
sBuJK'  
mOwgk7s[ J  
S-Va_ t$  
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>`*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 TmP  
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#;:  
c Yx=8~-  
N-^\X3X  
qU8UKIP  
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  
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查看完整应用使用案例
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%>I!mD"X\  
2. 设计和建模流程 #a#~YSnG  
v{ C]\8  
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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