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infotek 2026-09-07 11:31

光学系统中的光栅建模——实例讨论

1. 摘要 Fi`:G}   
a&[nVu+  
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。 p~b$+8#+  
\*N1i`99  
[y:LA ~q  
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2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 `WT7w']NT  
-+=8&Wa  
 单光栅分析 wf4Q}l2,d  
−通过主窗口“光栅”菜单,可以进入仅针对光栅的特殊评估环境。 DXGO-]!!0  
−它有助于分析和可视化光栅的衍射特性,例如衍射角度和效率。 TGLXvP& \  
H:_`]X"  
YH>n{o;- ?  
 系统内的光栅建模 S=2,jPX2r  
!:8!\gE ^P  
−在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 f,#xicSB*  
−这样可以对系统内的光栅进行建模,从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。 a=O!\J  
?xet:#R'  
hMQ aT-v  
6uyf  
两种建模方法通常可以一起使用,如先优化光栅结构本身,然后将其插入系统。 !jbjrzv9  
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3. 系统中的光栅对准 9s)oC$\  
Bz{ g4!ku  
D4|_?O3 |m  
 安装光栅堆栈 qrkT7f  
−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)。 i&$uG[&P  
−参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 8f.La  
 堆栈方向 P33E\O  
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 vn<S"  
C0%%@ 2+  
p1nA7;B-m  
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[;I8ZVE  
 安装光栅堆栈 A M2M87{t  
- 为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。 4=Ey\Px  
- 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 n3N"Ax  
 堆栈方向 qHCs{ u  
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 x _K%  
- 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 *`#,^p`j b  
Sx2j~(pOr  
Q Y'-]  
|@BN+o;`Om  
q~n2VU4L*  
 横向位置 )VT/kIq-U  
−对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时,必须考虑光栅的横向位置。 * 5n:+Tw(  
−例如,激光束(紧密地)聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上,效果可能会大不相同。 ^U}0D^jDeE  
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 d%3BJ+J  
 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 o1Ln7r.  
 通过组件定位选项。 ZAZCvN@5  
d3GK.8y_z  
S2)S/ nf  
4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理
Kxn7sL$]=F  
' T]oV~H  
y`\Mhnj  
 单光栅分析 )^TQedF  
- 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 s /M~RB!w  
 系统内的光栅建模 Zi)b<tM q  
- 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。 N+5 ^h(~  
- 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。 %S.U`(.  
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 nY)Pxahm7  
OX4D'  
sFK<:ka  
n^N]iw{G  
5. 光栅级次通道选择 M>@R=f  
U[l%oLra  
(, "E9.  
 方向 E,7~kd~y`  
- 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 jm\#($gl=  
 衍射级次选择 LltguNM$  
- 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 9eiBj  
- 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。 Wg^cj:&`u  
 备注 de9l;zF  
- 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 Z@!W? Ed  
u9w&q^0dqG  
Cw $^w  
AF]!wUKxy  
6. 光栅的角度响应 P*`xiTA  
YS~t d+*  
OPW"AB J  
 衍射特性的相关性 (JW?azU  
- 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 (PcK(C!}=\  
- 对于不同的波长/偏振,衍射效率也不同,并且对于不同的入射角,衍射效率也不相同。 &pjV4m|j<  
- 为了解决与角度有关的衍射行为,可能需要指定k域中的采样点(等效于角度空间) ,hLSRj{  
- 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 "R@N|Qx'  
W"(`n4hi3  
z\>X[yNpA  
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示例#1:光栅物体的成像 NxO^VUD  
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1. 摘要 ROS"VV<  
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查看完整应用使用案例
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2. 光栅配置与对准 Uy5!H1u  
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3. 光栅级次通道的选择 6F.7Ws <  
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示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 <W59mweW#5  
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1. 光栅配置和对准 Kt,yn A  
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查看完整应用使用案例 yISQYvSN  
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2. 基底处理 %=9yzIjbAt  
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U5CPkH1  
3. 谐振波导光栅的角响应 ( *>/w$%  
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4. 谐振波导光栅的角响应 p^igscPF6  
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示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 VkDS&g~Ws  
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1. 用于超短脉冲的光栅 H >:4MY  
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查看完整应用使用案例
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2. 设计和建模流程 w^])(  
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3. 在不同的系统中光栅的交换 =,4 '"  
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文件信息 O}MZ-/z=o~  
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