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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。 *o!#5c  
?k@;,l :s  
L$"pk{'  
3Tc90p l*t  
2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 83aWMmA(1  
7 9k+R9m  
 单光栅分析 /)dyAX(  
−通过主窗口“光栅”菜单,可以进入仅针对光栅的特殊评估环境。 G_WHW(8   
−它有助于分析和可视化光栅的衍射特性,例如衍射角度和效率。 `D$RL*C;M`  
7h:EU7  
8%a ^j\L  
 系统内的光栅建模 -q nOq[  
'z=d&K  
−在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 9%0^fhrJ  
−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^>< =DNE  
ER}5`*X{  
~EvGNnTL  
9C!b f \  
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。 >66 `hZ  
)YZx]6\l)  
3. 系统中的光栅对准 MOi1+`kwh  
|0X~D}r|J  
6JR FYgI  
 安装光栅堆栈 g0IvcA  
−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)。 Gq%,'am f  
−参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 [l7n "gJ~  
 堆栈方向 23a:q{R  
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 X+N8r^&  
'e$8 IZm  
YOA)paq+  
U]9k,#  
6 .[3N~pq  
 安装光栅堆栈 ?N@[R];  
- 为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。 K(P.i^k  
- 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 [dqh-7  
 堆栈方向 GNHWbC6_m  
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 {K:] dO  
- 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 x`2du/ C  
I\Cg-&e  
Fr(;C>  
k/BlkjlNE  
8]bLp  
 横向位置 : JSuC  
−对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时,必须考虑光栅的横向位置。 !\^W*nQ>l  
−例如,激光束(紧密地)聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上,效果可能会大不相同。 hZ "Sqm]  
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 m3&b)O7  
 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 #3A|Z=,5  
 通过组件定位选项。 ;Sp/N4+  
7*He 8G[W  
EW+QVu@  
4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理
F6>oGmLy  
VssWtL  
k]2_vk^  
 单光栅分析 {A)9ePgv!  
- 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 SDs#w  
 系统内的光栅建模 y'non0P.  
- 但是,任何现实的光栅结构都放置在基底上,使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 g0-rQA  
- 平面建模考虑了菲涅耳损耗,但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 b"B:DDw00  
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 Ry?f; s  
\eRct_  
*9EW &Ek  
\m:('^\6o  
5. 光栅级次通道选择 >gz8,&  
r @ !  
_1~pG)y$U  
 方向 wti  
- 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 y! QYdf?  
 衍射级次选择 `}rk1rl6  
- 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 #wZH.i #  
- 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。 Lg|d[*;'7  
 备注 /!`xqG#  
- 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 U"~W3vwJ  
'u d[#@2  
D'BGoVP  
tk>J mcTw  
6. 光栅的角度响应 0sB[]E|7[s  
D_`NCnYG  
:H+8E5  
 衍射特性的相关性 k+Z2)j"  
- 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 w6pXF5ur>  
- 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。 q1m{G1W n  
- 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) S,Tc\}  
- 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 }<*KM)%  
cH+ ~|3  
*d PbV.HCl  
{faIyKtW  
示例#1:光栅物体的成像 H6U 5-  
Kx?8 HA[5  
1. 摘要 iq,rS"  
!(Y,2{  
;|:R*(2   
ExeZj8U  
查看完整应用使用案例
@[Q`k=h$  
;uzLa%JQ  
2. 光栅配置与对准 2( m#WK7>F  
   N,3iSH=cN[  
[+!&iN  
8)ng> l  
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3. 光栅级次通道的选择 4S[UJ%  
Q|e-)FS)  
o$rF-?  
   E%W w)P  
示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 =%c\<<]aV  
$48 Z>ij?f  
1. 光栅配置和对准  qI${7  
`*U$pg  
1vtC4`  
`!AI:c*3p1  
查看完整应用使用案例 b};o:  
GR4DxlX  
2. 基底处理 "F6gV;{Bt  
oR/_{#Mz"  
+-,iC6kK  
*[|+5LVn  
3. 谐振波导光栅的角响应 bdG@%K',  
* ^V?u  
=%7s0l3z  
F\L!.B  
4. 谐振波导光栅的角响应 b4WH37,lA  
YPf?  
U4<c![Pp.  
   e<[ ] W4"A  
示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 1<5Ug8q  
~E!kx  
1. 用于超短脉冲的光栅 VCJOWU EO1  
'+27_j  
Iy&,1CI"]  
v^vi *c  
查看完整应用使用案例
 Ip:54  
Poa&htxe1  
2. 设计和建模流程 c+ByEP4EG  
YRFz ]  
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.Y"F3 R  
3. 在不同的系统中光栅的交换 ,?k1if(0[  
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