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infotek 2023-09-20 08:22

光学系统中的光栅建模——实例讨论

1. 摘要 ww_gG5Fc$  
lO Rym:P  
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。 NaR/IsN8%  
!zd]6YL$  
[attachment=120359] 1nt VM+  
4! Cu>8B  
2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 TTJFF\$?  
#~ :j< =o  
 单光栅分析 63J_u-o  
−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。 !zhg3B# p  
−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。 |Ew~3-u!  
$*%ipD}f  
[attachment=120360] Yt 9{:+[RK  
 系统内的光栅建模 }\9elVt'2  
R::0.*FF  
−在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 ^[7ZBmS  
−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。 -|?I'~[#(  
Kc6p||<  
[attachment=120361] 'w'P rM,:  
Q: H`TSR]  
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。 y?ps+ce93  
lw.4O^  
3. 系统中的光栅对准 (1 L9K;  
(BB&ZUdyv  
A]z~Dw3  
 安装光栅堆栈 /EN3>25"#  
−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)。 |C\%H R  
−参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 h)W?8XdM  
 堆栈方向 $R\D[`y|  
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 <Ae1YHUY  
x1gfo!BN  
[attachment=120362] &a'H vQV  
 #E[{  
_TB,2 R  
 安装光栅堆栈 *PXlbb  
- 为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。 xKilTh_.6  
- 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 7O_@b$Q  
 堆栈方向 j89C~xP6  
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 Mr5E\~K>s  
- 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 D{Zjo)&tF'  
7e{w)m:A  
[attachment=120363] ,rvw E  
>)/,5VSE  
c$cb2V7,  
 横向位置 "T*Sg  
−对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时,必须考虑光栅的横向位置。 j}0W|*  
−例如,激光束(紧密地)聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上,效果可能会大不相同。 `N+A8  
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 9t 3mU:  
 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 a/9R~DwN  
 通过组件定位选项。 u7rA8u|TO  
P1<Y7 +n  
[attachment=120364] a(+.rf;  
4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 ZT UaF4k j  
PT9,R^2T!  
ZnX]Q+w  
 单光栅分析 3?Ml]=u  
- 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 YbMeSU/sX  
 系统内的光栅建模 q/ x(:yol  
- 但是,任何现实的光栅结构都放置在基底上,使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 "bO\Wt#Mf  
- 平面建模考虑了菲涅耳损耗,但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 4LO U[D  
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 @yBg)1AL  
x%acWeV5  
[attachment=120365] ;#3l&HRKH1  
*O>OHX  
5. 光栅级次通道选择 o gcEv>0  
`$IuN *  
JGP<'6"L$  
 方向 &WSxg&YG)\  
- 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 (dOC ^i  
 衍射级次选择 W`baD!*  
- 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 jv:!vi:  
- 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。 %/l9$>{  
 备注 W/(D"[:l%  
- 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 Cu5fp.OS7  
^DL}J>F9G  
[attachment=120366] s "KPTV  
L*k[Vc  
6. 光栅的角度响应 Dg^n`[WO  
\a:#e%]qz9  
Y\7>>?  
 衍射特性的相关性 R3nCk-Dq  
- 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 XcOfQ s  
- 对于不同的波长/偏振,衍射效率也不同,并且对于不同的入射角,衍射效率也不相同。 tb^8jC  
- 为了解决与角度有关的衍射行为,可能需要指定k域中的采样点(等效于角度空间) %9,:  
- 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。  oCE=!75  
T#;W5<"  
[attachment=120367] `Yk~2t"V  
].W)eMC*c(  
示例#1:光栅物体的成像 ` ZO#n  
uSZCJ#'G  
1. 摘要 p2]@yE7w  
+ .Pv:7gh  
[attachment=120368] +mM=`[Z`??  
/.Yf&2X\  
→ 查看完整应用使用案例 6jv_j[[  
Lu.D,oP  
2. 光栅配置与对准 ?hpT"N,hF9  
U(lcQC`$  
[attachment=120369] g@IV|C( *0  
9`83cL  
[attachment=120370] BCDmce`=l  
[attachment=120371] lHRs3+  
Lk?%B)z  
3. 光栅级次通道的选择 m5!~PG:_  
EV1x"}D A_  
[attachment=120372] qJjXN+/D  
iFJ2dFA  
示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 ~}uv4;0l]  
N_dHPa  
1. 光栅配置和对准 .YV{wL@cB  
PI KQ}aq=  
[attachment=120373] fkLI$Cl  
lSMv9 :N  
→ 查看完整应用使用案例 ?hqHTH:PU  
kEQ1&9  
2. 基底处理 AYhWeI+  
#w%d  
[attachment=120374] 3Go/5X/  
` Aa}q(}k  
3. 谐振波导光栅的角响应 t)#8r,9c  
[}xVz"8V  
[attachment=120375] #Tc]L<."  
T1$fu(f  
4. 谐振波导光栅的角响应 b3/@$x<  
j@N z  
[attachment=120376] V=$ pXpro%  
F52%og~N  
示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 9((BOq  
5yOIwzr&Uu  
1. 用于超短脉冲的光栅 }BF!!*  
wM$N#K@  
[attachment=120377] 1M1|Wp  
I5nxY)v  
→ 查看完整应用使用案例 j6!C/UgQ  
:;Lt~:0b~  
2. 设计和建模流程 d=` a-R0  
;rggO0Y  
[attachment=120378] d#-scv}s5  
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3. 在不同的系统中光栅的交换 sj9j 47y  
l*r8.qp  
[attachment=120379]
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