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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 my(2;IJ#{  
/)YNs7gR  
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。 /s x@$cvW  
\hTm)-FP  
[attachment=120359] *Fy2BZH%Q  
% Qmn-uZ  
2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 z06r6  
kjIAep0rT  
 单光栅分析 9]k @Q_  
−通过主窗口“光栅”菜单,可以进入仅针对光栅的特殊评估环境。 v[ . cd*b  
−它有助于分析和可视化光栅的衍射特性,例如衍射角度和效率。 i+A3~w5c  
=$u! 59_dE  
[attachment=120360] 9+j0q%  
 系统内的光栅建模 <^VJy5>  
gqZ'$7So  
−在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 v:IpMU-+\  
−这样可以对系统内的光栅进行建模,从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。 &*##bA"!B  
Vx$\hcG  
[attachment=120361] xcd#&  
'=39+*6?  
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。 `ZU($!(  
.CL[_;}  
3. 系统中的光栅对准 =O&%c%~q  
{+ ][5<q  
.!Oo|m`V@  
 安装光栅堆栈 vmU@^2JSJ  
−为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。 m,VOx7%n  
−参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 {&cJDqz5=  
 堆栈方向 =b%MXT  
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 Yrb{ByO&  
M||+qd W!  
[attachment=120362] VrHv)lUr  
>tYm+coS  
/z4$gb7Y  
 安装光栅堆栈 Jb0`42  
- 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)lEofX,g+  
- 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 ? E1<!~  
 堆栈方向 -z-C*%~  
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 0@[$lv;OS  
- 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 6^V=?~a&z  
xqeyD*s  
[attachment=120363] ^ UciW  
IshKH -  
~Y`ldL  
 横向位置 y0Fb_"}  
−对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时,必须考虑光栅的横向位置。 sQ=]NF)\  
−例如,激光束(紧密地)聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上,效果可能会大不相同。 l}a)ZeR1  
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 -?H#LUk  
 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 44gPCW,u  
 通过组件定位选项。 P9GN}GN%v  
9%k2'iV7  
[attachment=120364] RM]\+BK  
4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 9eGyyZg  
o15-ZzE-  
J28M@cn  
 单光栅分析 QCD .YFM  
- 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 #pT"BSz]  
 系统内的光栅建模 c' ^?/$H|  
- 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。 l>2E (Y|  
- 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。 _64A( U  
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 xmNB29#  
}QN1|mP2  
[attachment=120365] bZ?v-fn\D,  
@GPCwE1  
5. 光栅级次通道选择 c-x,fS"&W  
HD@$t)mn  
TcyNIx  
 方向 XtXEB<4Z  
- 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 yd^ {tQi  
 衍射级次选择 m.JBOq=  
- 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 J &o |QG  
- 并非总是需要考虑所有衍射级,建议仅使用感兴趣的衍射级。 }'5MK  
 备注 4qphA9i1  
- 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 xj<Rp|7&  
4{}FL  
[attachment=120366] %"kPvI3Y  
aKV$pC<[o  
6. 光栅的角度响应 Bz_^~b7  
_A M*@|p,  
r  [9x  
 衍射特性的相关性 &X`C%h  
- 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 z F_M*8=  
- 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。 5 z~1Dw  
- 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) Bp*K]3_  
- 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 2`AY~i9  
0v6)t.]s  
[attachment=120367] u~r=)His  
b IH;  
示例#1:光栅物体的成像 ~< P 0]ju  
)}''L{k-  
1. 摘要  N O2XA\  
*w$W2I>b7  
[attachment=120368] (ScxLf=]  
9TU88]  
→ 查看完整应用使用案例 n?oW< &  
E0BMv/r8b  
2. 光栅配置与对准 JBD7h5|Lc  
_geWE0 E  
[attachment=120369] A]y`7jJ  
'QG xd!4  
[attachment=120370] 9lTv   
[attachment=120371] osciZ'~  
*xc_k"\  
3. 光栅级次通道的选择 *aXF5S  
ylUb9KusOx  
[attachment=120372] {qDSPo  
VJ84?b{c W  
示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 h-g+g#*  
< 3(LWxw  
1. 光栅配置和对准 +_7*iJtD5  
"lQ*1.i  
[attachment=120373] |o,YCzy|5  
z _g~  
→ 查看完整应用使用案例 @)IjNplYkw  
-T!f,g3vW  
2. 基底处理 6~OoFm5  
o-;E>N7t  
[attachment=120374] 6L:x^bM  
m2 -Sx  
3. 谐振波导光栅的角响应 xE1 eT,  
<DpevoF  
[attachment=120375] (VS5V31"  
L%">iQOG#  
4. 谐振波导光栅的角响应 d^/3('H6  
so^lb?g  
[attachment=120376] ,?PTcQF  
B! rTD5a  
示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 H /,gro  
R{RwTN<  
1. 用于超短脉冲的光栅 ;V@WtZv  
]d55m/(   
[attachment=120377] ~7Y+2FZ  
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→ 查看完整应用使用案例 6\L0mcXR!  
_a_7,bk5  
2. 设计和建模流程 0YaA`  
Yv hA_v  
[attachment=120378] ,_|]Ufr!a  
nJbtS#`G4  
3. 在不同的系统中光栅的交换 r/& sub"X  
uC.K<jD%  
[attachment=120379]
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