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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 VN6h:-&iY  
q;a"M7  
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。  -i*{8t  
DdDwMq  
[attachment=120359] *gF8"0s  
*{[jO&& J  
2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 Xy/lsaVskX  
9jW/"  
 单光栅分析 MG6taOO!  
−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。 hDBVL"  
−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。 P(AcDG6K  
3"afrA  
[attachment=120360] s[6y|{&ze  
 系统内的光栅建模 }\Kki  
Jd#g"a>zZ  
−在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 #fdQ\)#q>  
−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。 ip.aM#  
vU|=" #  
[attachment=120361] h2~b%|Pv  
=, kH(rp2  
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。 )~@iM.}S2  
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3. 系统中的光栅对准 e+416 ~X v  
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 安装光栅堆栈 JSO'. [N  
−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)。 q8 jI y@  
−参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 sUl/9VKl  
 堆栈方向 =?9z6=  
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 BuwJR Ql.  
y*K]z  
[attachment=120362] j\SvfZ0"  
; <^t)8E  
%#gHa  
 安装光栅堆栈 Km/#\$|}  
- 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)。 d^-sxl3}  
- 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 x ,LQA0  
 堆栈方向 )GgO=J:o  
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 bSbUf%LKt  
- 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 WBOebv  
)o51QgPy  
[attachment=120363] &v}c3wL]  
[*i6?5}-  
r*Iu6  
 横向位置 6,J:sm\  
−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。 h4N%(?7  
−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。 svT1b'=\$I  
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 IgxZ_2hO  
 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 fwWE`BB  
 通过组件定位选项。 ??MF8 uv  
d]bM,`K* 6  
[attachment=120364] `y%1K|Y=  
4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 @20~R/vh  
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estDW1i)  
 单光栅分析 %+A z X  
- 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 Zcq 4?-&  
 系统内的光栅建模 v8PH(d2{@  
- 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。 '5:P,1tW U  
- 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。 4pkTOQq_tQ  
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 3jaY\(`%h  
S zqY@  
[attachment=120365] ;R#:? r;t  
Z,x9 {  
5. 光栅级次通道选择 Po+tk5}''5  
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orU++,S4Pm  
 方向 9[L@*7A`m  
- 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 NEY b-#v  
 衍射级次选择 wlY6h4c  
- 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 $ 2/T]  
- 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。 ,pc\ )HR  
 备注 JsA9Xdk`  
- 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 +K"wX  
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[attachment=120366] $AI0&#NM  
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6. 光栅的角度响应 0'{`"QD\IW  
W@:a3RJ  
@Z50S 8  
 衍射特性的相关性 RR 8Z 9D;  
- 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 KPT@I3P  
- 对于不同的波长/偏振,衍射效率也不同,并且对于不同的入射角,衍射效率也不相同。 Sn _zhQxG  
- 为了解决与角度有关的衍射行为,可能需要指定k域中的采样点(等效于角度空间) 1|PmZPKq9n  
- 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 OP-%t\sj>  
YflotlT}  
[attachment=120367] e>oE{_e  
OR\-%JX/5  
示例#1:光栅物体的成像 rX8EXraO  
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1. 摘要 qZ39TTQ*p  
-6()$cl}0  
[attachment=120368] gUrb&#\X  
7%(|)3"V  
→ 查看完整应用使用案例 ]:Q7Gys  
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2. 光栅配置与对准 CwV1~@{-  
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[attachment=120369] >QusXD"L>  
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[attachment=120370] .%@=,+nqz  
[attachment=120371] LqHeLN  
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3. 光栅级次通道的选择 Qbc62qFu!  
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[attachment=120372] zn |=Q$81  
\E'Nk$V3  
示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 J6!t"eB+  
3,K*r"=  
1. 光栅配置和对准 3xW;qNj:!l  
,H3C\.%w\  
[attachment=120373] [xXml On!  
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→ 查看完整应用使用案例 ,u}n!quA  
4LU'E%vlC  
2. 基底处理 ax0:v!,e  
mne^P SI:  
[attachment=120374] lA4Bq  
4*UoTE-g$  
3. 谐振波导光栅的角响应 u1 uu_*  
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[attachment=120375] E(T6s^8  
p6V`b'*>  
4. 谐振波导光栅的角响应 Q#@gOn=W\  
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[attachment=120376] tUmI#.v   
HrA6wn\O  
示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 ou44vKzS  
kWfNgu$xK  
1. 用于超短脉冲的光栅 6e@ O88=  
V*l0| ,9  
[attachment=120377] S,5>g07-`  
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→ 查看完整应用使用案例 tR5zlm(}  
;G.m;5A  
2. 设计和建模流程 `8F%bc54iw  
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[attachment=120378] r'hr 'wZ  
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3. 在不同的系统中光栅的交换  "7!K'i  
u[U~`*i*rA  
[attachment=120379]
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