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2026-09-07 11:31 |
光学系统中的光栅建模——实例讨论
1. 摘要 Dk(1}%0U/ 2-C!jAfd 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。 D0%Ug> !3 f?:M
#]ypHVE \<y#R~7s 2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 (3{YM( S&b*rA02zp 单光栅分析 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。 /7t>TYip! −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。 #py[ xx{PespNt
S'_-G;g. 系统内的光栅建模 |Y [wzDYV DW_1,:,?7l −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 /M3Y~l$ −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。 S/ODqL| 9Bw|(J
P#XID 2; 9&_<f}ou 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。 1>E<8&2[L -/ g B|J 3. 系统中的光栅对准 3P^sM1 }DK7'K [N#,K02mk 安装光栅堆栈 d[V;&U −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)。 NT+?#0I −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 sU@nc!&Y@ 堆栈方向 .QN>z-YA6: −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 4bw4cqY; Db1pW=66:
f'VX Y- nAjO6g6E t_qNq{ 安装光栅堆栈 5Drq9B9; - 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)。 gm[z[~X@ - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 lS'-xEv? 堆栈方向 fvF?{k> ~} - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 t`,`6@d - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 (KF=On;=Y W^]3XJP
A3iFI9Iv 0iwZT&O K3x.RQQ- 横向位置 k+8q{5>A< −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。 < VSA −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。 ek}a}.3 { −光栅的横向位置可通过一下选项调节 GP:77)b5 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 L G1r]2 通过组件定位选项。 "G@g" gP ^WNrGF
$+3}po\ 4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 dRaNzK)M o)2W`i & 82QGS$0V 单光栅分析 q11>f - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 _cJ2\`M 系统内的光栅建模 Tny%7xSx1 - 但是,任何现实的光栅结构都放置在基底上,使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 vc+A RgvH+ - 平面建模考虑了菲涅耳损耗,但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 [.S#rGYk - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 D? 8rO" x>* Drm 7
3T}izG] x\s|n{ 5. 光栅级次通道选择 eZdu2.;< QiLEL HOE_S!N 方向 PUBWZ^63 - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 v(-{=*': 衍射级次选择 [h34d5'w - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 Xp8]qH|K - 并非总是需要考虑所有衍射级,建议仅使用感兴趣的衍射级。 r.>].~}4 备注 43Qtj$F - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 j/nWb`#y ?$6Y2
X'`~s}vGO <p\6AnkMr 6. 光栅的角度响应 mqAWL:VvQ7 MF'$~gxo R@6zGZ1 衍射特性的相关性 0DmMG - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 F;l$.9? .s - 对于不同的波长/偏振,衍射效率也不同,并且对于不同的入射角,衍射效率也不相同。 Ar:*oiU - 为了解决与角度有关的衍射行为,可能需要指定k域中的采样点(等效于角度空间) R&Jm
+3N - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 dUF&."pW e LK, bO|
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*WIj4G.d 示例#1:光栅物体的成像 p Wt)
A ?F6pEt4 1. 摘要 {
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DiEluA&w9 HN.3 → 查看完整应用使用案例 ,>:;#2+og Nv/v$Z{k 2. 光栅配置与对准 GA?87N 1Lg-.-V
P~G 1EK|4 _%B^9Yl3(
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] }p!HT6 tZ 3. 光栅级次通道的选择 ewfP G,S )Jk0v_ X
Wo7F &/uu)v 示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 P4F3Dc *r=:y{!Y d 1. 光栅配置和对准 O=$~O\}b YQpSlCCo
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/}PF\j9#4 H'LD}\K l → 查看完整应用使用案例 qnoNT%xazo FRS>KO=3 2. 基底处理 "bm <IC~GqXv
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H< 3. 谐振波导光栅的角响应 lK4M.QV
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CWNx4)ZGw @EDs~ lPv 4. 谐振波导光栅的角响应 >zhO7,=, 9(L)&S{4K
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k0 示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 HS.^y
x KLL;e/Gf 1. 用于超短脉冲的光栅 13+<Q \ \N4
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#Ap;_XcKw :OkT? (i → 查看完整应用使用案例 L9@&2?k EM/@T} 2. 设计和建模流程 4mHvgnT!WA `d[1`P1i[
m@Qt.4m%g .-IkL|M 3. 在不同的系统中光栅的交换 +]|Z%;im 0q*r
q~59F@ `KCh*i 文件信息 fnNYX]_bk ynB _"mg
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