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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 C0 /g1;p(  
'`XX "_k3  
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。 '6xQT-sUih  
u\LFlX0sO  
[attachment=120359] #L{OV)a<  
@*Wh  
2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 z6?)3'  
^H2-RBE#  
 单光栅分析 \yd s5g!:  
−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。 f"9q^  
−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。 KTn}w:+B\  
}*ZHgf]~#  
[attachment=120360] fVt9X*xK S  
 系统内的光栅建模 kIGbG;"_  
$P(v{W)  
−在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 (q4),y<:[  
−这样可以对系统内的光栅进行建模,从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。 pDh{Z g6t  
i 2sN3it  
[attachment=120361] AjT%]9 V?  
xZQg'IT  
两种建模方法通常可以一起使用,如先优化光栅结构本身,然后将其插入系统。 awOd_![c'  
e#Z$o($t  
3. 系统中的光栅对准 @*qz(h]\  
't_[dSO  
kH4Ai3#g  
 安装光栅堆栈 Q"t<3-"  
−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)。 zj/!In  
−参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 $zyIuJN#  
 堆栈方向 cFJ-Mkl l  
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 8:#rA*Y  
rN%F) q#  
[attachment=120362] rDQ!zlg>l  
,Vh{gm1  
)* Q-.Je/U  
 安装光栅堆栈 |{@8m9JR  
- 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)。 KGWyJ  
- 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 FI<q@HF  
 堆栈方向 BWM YpZom  
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 {O,{c\  
- 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 }j^\(2  
.{=$!8|&I9  
[attachment=120363] e+j)~RBnu3  
>A<bBK#  
.%^]9/4  
 横向位置 K"0PTWt  
−对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时,必须考虑光栅的横向位置。 L9@&2?k  
−例如,激光束(紧密地)聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上,效果可能会大不相同。 EM/@T}  
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 Ai/b\:V9S  
 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 "d$m@c  
 通过组件定位选项。 E-{^E.w1  
-CR?<A4mud  
[attachment=120364] 8?i7U<CB  
4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 S_T1y  
!Mu|mz=  
z9p05NFH  
 单光栅分析 )6w}<W*1E  
- 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 Ezi-VGjr]  
 系统内的光栅建模 q-rB2  
- 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。 mCWhUBghR  
- 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。 "n: %E  
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 RiTa \  
`c69 ?/5  
[attachment=120365] yY&3p1AxW]  
sU!6hk  
5. 光栅级次通道选择 C-?%uF  
9Li%KOY  
1$2D O  
 方向 m "M("%  
- 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 eXkujjSw"  
 衍射级次选择 8NU`^L:1  
- 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 +R\vgE68  
- 并非总是需要考虑所有衍射级,建议仅使用感兴趣的衍射级。 >rP#ukr5  
 备注 b-Z4 Jo G  
- 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 &tZG @  
oP2fX_v1x  
[attachment=120366] ] )"u+  
%&Fk4Z}M  
6. 光栅的角度响应 "&/]@)TPz  
GCttXAto  
"ywh9cp  
 衍射特性的相关性 SR8qt z/V  
- 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 S8l1"/?aHE  
- 对于不同的波长/偏振,衍射效率也不同,并且对于不同的入射角,衍射效率也不相同。 F*Z=<]<+  
- 为了解决与角度有关的衍射行为,可能需要指定k域中的采样点(等效于角度空间) 6SC,;p=  
- 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 [<,~3oRu  
Y9=(zOqv  
[attachment=120367] P1U*g!  
rFZrYm  
示例#1:光栅物体的成像 k;EPpr-{  
Jj= ;  
1. 摘要 O Lc}_  
)%X;^(zKM  
[attachment=120368] oR~e#<$;  
s3 ;DG  
→ 查看完整应用使用案例 @<@SMK)  
/R LI,.%  
2. 光栅配置与对准 |T4kqW{  
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[attachment=120369] <X_!x_x  
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[attachment=120370] '&FjW-`" G  
[attachment=120371] nq1 9Q)  
GI7=x h  
3. 光栅级次通道的选择 Q*YYTmZ  
\#rO!z d  
[attachment=120372] zD)pF1,7:8  
,WQ^tI=O  
示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 SMf+qiM-E  
5y} v{Ijt  
1. 光栅配置和对准 -.<k~71  
\]Dt4o*yZ  
[attachment=120373] RkuuogZ  
-/D|]qqHm  
→ 查看完整应用使用案例 (9gO tJ  
}#v{`Sn%^C  
2. 基底处理 W"Jn(:&  
}sxn72,  
[attachment=120374] kLS(w??T  
e#/kNHl  
3. 谐振波导光栅的角响应 xAwf49N~  
;$BdP7i:  
[attachment=120375] ]bgY6@M  
}E}8_ 8T6  
4. 谐振波导光栅的角响应 &*&?0ov^"  
"Jy~PcJZ1  
[attachment=120376] x3e]d$  
(shK  
示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 &s)0z)mR8&  
[ut#:1h^  
1. 用于超短脉冲的光栅 |c2v%'J2G  
Gy@7Xf  
[attachment=120377] ^*^/]vM  
*o' 4,+=am  
→ 查看完整应用使用案例 cgj.e  
\m@Y WO?L  
2. 设计和建模流程 l SkEuN  
4S L_-Hm.  
[attachment=120378] WjM>kWv  
/.=r>a }l  
3. 在不同的系统中光栅的交换 Y'Z+, CNf  
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[attachment=120379]
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