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infotek 2025-10-15 08:08

光学系统中的光栅建模——实例讨论

1. 摘要 f"&Xr!b.h  
!F!3Q4  
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。 >qT'z$  
_>bRv+RVR  
n<V1|X  
6&2LWaWMo$  
2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 N b3$4(F  
aw}+'(?8]  
 单光栅分析 #-u [$TA  
−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。 X`20f1c6q>  
−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。 e-D4'lu  
ipKG!  
XKLF8~y8A  
 系统内的光栅建模 r!/0 j)  
^>r^3C)_-  
−在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 @eQld\h'  
−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。 O25m k X  
&y:CW>T$/X  
~LE[, I:q  
c>Z*/>~  
两种建模方法通常可以一起使用,如先优化光栅结构本身,然后将其插入系统。 4'At.<]jL  
<]#o*_aFP  
3. 系统中的光栅对准 kP,7Li\  
 Q&+c.S  
Xm[Czd]%  
 安装光栅堆栈 r<FQX3  
−为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。 3&J&^O  
−参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 _.f@Y`4d  
 堆栈方向 .98.G4J>  
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 QAaF@Do  
+sn2Lw!^  
G\mKCaI8  
Z t`j\^4n  
 安装光栅堆栈 :J%'=_I&H  
- 为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。 <P pYl  
- 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 [#X|+M&u6  
 堆栈方向 {"4<To]z  
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 4I.1D2 1jA  
- 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 k.>6nho`TV  
#J~Xv:LgD  
}@*I+\W/  
104!!m  
FAd``9kRT  
 横向位置 7%opzdS#  
−对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时,必须考虑光栅的横向位置。 Xv*}1PZH  
−例如,激光束(紧密地)聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上,效果可能会大不相同。 a],h<wGEx  
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 4zX=3iBt  
 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 {0fz9"|U  
 通过组件定位选项。 Uir*%*4:  
Xvq^1Y?  
#'c%  
4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理
6mAB(X^+  
}Qb';-+;d  
a.CF9m5]c  
 单光栅分析 4D GY6PS  
- 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 m6eFXP1U  
 系统内的光栅建模 >.n;mk  
- 但是,任何现实的光栅结构都放置在基底上,使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 \{:%v#ZZ  
- 平面建模考虑了菲涅耳损耗,但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 E0T&GR@.  
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 #_{0Ndp2  
hRRkFz/0&  
k=ts&9\  
=g >.X9lr  
5. 光栅级次通道选择 * *.:)  
T G_bje  
v7L"`  
 方向 B(8mH  
- 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 })KJ60B  
 衍射级次选择 eQ$e*|}"m  
- 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 0~qf-x  
- 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。 [7'#~[a~  
 备注 #UBB lE#  
- 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 {=s:P|ah  
^Wif!u/HM  
{>wI8  
Hw\([j*  
6. 光栅的角度响应 h4tC. i~k  
O+p]3u  
P@2tR5<R  
 衍射特性的相关性 ,GP!fsK  
- 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 `b#/[3  
- 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。 ax<g0=^R  
- 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) XpR.rq$]  
- 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 aF,j J}On  
a_Z.J3  
"fRlEO[9  
3aEt>x  
示例#1:光栅物体的成像 = vY]G5y  
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1. 摘要 )!N2'Ld  
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→ 查看完整应用使用案例
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2. 光栅配置与对准 (hpTJsZ  
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3. 光栅级次通道的选择 `Mo~EHso.  
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示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 ~|X99?P  
o%kSR ]V|  
1. 光栅配置和对准 ,2=UuW"K  
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→ 查看完整应用使用案例 H @3$1h&YS  
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2. 基底处理 m _t(rn~f6  
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3. 谐振波导光栅的角响应 ? RrC~7~  
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4. 谐振波导光栅的角响应 h=p-0 Mx .  
Gaw,1Ow!`2  
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   n@ yd{Rc  
示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 hc@;}a\Y  
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1. 用于超短脉冲的光栅 `Tm8TZd66  
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→
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2. 设计和建模流程 x.yb4i=Jq  
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3. 在不同的系统中光栅的交换 \:f}X?:  
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