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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 Uea2WJpX  
~(tt.l#  
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。 &#u\@Qze  
37 ?X@@Z=  
[attachment=120359] q^^R|X1  
CXz9bhn<4  
2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 Z<AZO ^  
d { P$}b  
 单光栅分析 WnOYU9 ;%  
−通过主窗口“光栅”菜单,可以进入仅针对光栅的特殊评估环境。 Y^d#8^cP  
−它有助于分析和可视化光栅的衍射特性,例如衍射角度和效率。 u-jc8W`Zd  
_PC<Td>nm  
[attachment=120360] C{t}q*fG 5  
 系统内的光栅建模 {hf_Xro&  
Ny`SE\B+/  
−在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 iKaS7lWH  
−这样可以对系统内的光栅进行建模,从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。 3rN}iSF^  
\Jc}Hzug  
[attachment=120361] %cDTq&Q  
n|Y}M]u,  
两种建模方法通常可以一起使用,如先优化光栅结构本身,然后将其插入系统。 K+L9cv4 |*  
RHvK Wt  
3. 系统中的光栅对准 iDgc$'%?  
`{yI| Wf  
mrKIiaU<J  
 安装光栅堆栈 !P=L0A`  
−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)。 n++ak\  
−参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 8~.8"gQ  
 堆栈方向 >bhF{*t#;y  
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 y9@j-m&  
[;-;{ *{G  
[attachment=120362] (+zU!9}I1  
u9c^YCBM  
~SA>$  
 安装光栅堆栈 \oGU6h<  
- 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)。 9]G~i`QQ  
- 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 E/1:4?1 S  
 堆栈方向 ;8e}X6YU  
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 9 MQwc  
- 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 4pcIH5)z  
(&V*~OR  
[attachment=120363] S @!z'$&  
T(cpU,Q  
sUxEm}z  
 横向位置 s6;ZaU  
−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。 wF6a*b@v  
−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。 .p'McCV=  
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 G(F=6L~;  
 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 -Fop<q\b  
 通过组件定位选项。 ^foCcO  
fv* $=m  
[attachment=120364] rT4qx2u  
4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 Lke!VS!P&  
bG.`>   
mpIR: Im  
 单光栅分析 7o*~zDh@fH  
- 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 ~ `{{Z&  
 系统内的光栅建模 XA69t2J~F  
- 但是,任何现实的光栅结构都放置在基底上,使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 "1DlusmCCB  
- 平面建模考虑了菲涅耳损耗,但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 ?AI`,*^  
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 4~nf~  
}C=+Tn  
[attachment=120365] +j8-l-o  
KYg'=({x  
5. 光栅级次通道选择 VIod6Vk  
AuBBSk8($  
RO'b)J:j9  
 方向 [ 8WG  
- 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 e>uq/|.!  
 衍射级次选择 Ycxv=Et  
- 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 \y7\RV>>3b  
- 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。 >4=7t&h  
 备注 W E /1h  
- 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 DsHm,dZ  
IFF1wfC  
[attachment=120366] cj#.Oaeq*  
@'J[T:e  
6. 光栅的角度响应 b0N7[M1Xl  
3JF" O+@  
g- INhzMu  
 衍射特性的相关性 qUQP.4Z95  
- 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 vsB3n$2@u  
- 对于不同的波长/偏振,衍射效率也不同,并且对于不同的入射角,衍射效率也不相同。 Qg o| \=  
- 为了解决与角度有关的衍射行为,可能需要指定k域中的采样点(等效于角度空间) GgvMd~  
- 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 9A\\2Zz6F  
k/Ao?R=@gI  
[attachment=120367] Ff[GR$m  
Fa X3@Sd!  
示例#1:光栅物体的成像 -e+im(2D=  
@Ps1.  
1. 摘要 VY!A]S"  
`4qtmbj  
[attachment=120368] PiNf;b^9  
?y[i6yN9  
→ 查看完整应用使用案例 ng[LSB*57Y  
RAxp2uif  
2. 光栅配置与对准 R\u5!M$::  
pEG!j ~  
[attachment=120369] *OY Nx4k  
xl(R|D))  
[attachment=120370] z{U^j:A  
[attachment=120371] ;![rwra  
)u=a+T  
3. 光栅级次通道的选择 <;!#+|L/  
i%r+/D)KvG  
[attachment=120372] A] f^9F@  
.DhB4v&  
示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 h,i=Y+1  
R, U YwI  
1. 光栅配置和对准 :-T[)Q+-3  
,GF(pCZzG  
[attachment=120373] TJ0;xn6o  
U ~8, N[  
→ 查看完整应用使用案例 R'B-$:u  
~HUO$*U4<  
2. 基底处理 zi+NQOhR  
rJCu6  
[attachment=120374] VO,F[E~_  
=n_>7@9l  
3. 谐振波导光栅的角响应 (U|WP%IM'  
SA,+oq(  
[attachment=120375] ]P4?jKI  
B[7Fq[.mh  
4. 谐振波导光栅的角响应 F%:o6mT  
.oe\wJS6  
[attachment=120376] <s (o?U  
,+'VQa"]  
示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 /}3I:aJwb  
FN D+Ok&  
1. 用于超短脉冲的光栅 o? wEX%  
cnU()pd  
[attachment=120377] T2ZN=)xZ1  
<e$%m(]  
→ 查看完整应用使用案例 E*#5OT  
,egbU (:l  
2. 设计和建模流程 d PF*G$  
F<Z13]|  
[attachment=120378] `_<O _  
8} |!p>  
3. 在不同的系统中光栅的交换 D4U<Rn6N_5  
zkHyx[L  
[attachment=120379]
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