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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 e*}zl>f 'M"z3j]m-, 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。 ?(=|!`IoO KUZi3\p9W>
<9fXf* JL87a^ro 2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 mgx|5Otg #2_FM!e 单光栅分析 YTefEG]|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。 %MHL@Nn>e −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。 La1:WYt :P_h_Tizv
U%:%. Bys 系统内的光栅建模 *P*~CHx> iw,uwh|L
−在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 *>=tmW;% −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。 K _VIk'RB #0<pRDXj
EWDsBNZaI z]8Mv(eL 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。 f<bB= 9J *g+ZXB 3. 系统中的光栅对准 \UK}B aF?_V!#cT Q"FN"uQ}x 安装光栅堆栈 Jl\xE`-7 −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)。 @QmN= X5 −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 lF(v<drkB 堆栈方向 qWr=Oiu −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 45.ks. AJi+JO-
q$"u< ENhLonMeV R&W%E%uj 安装光栅堆栈 -M=BD-_.h - 为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。 akbB=:M,x - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 O.Pp*sQ^ 堆栈方向 ^ou)c/68aQ - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 1r>]XhRFZ - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 q("XS KU$,{Sn6@
8+w*,Ry` _=I1 fu\j 横向位置 7(o`>7x* −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。 +C!GV.q[ −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。 K]$PRg1|3 −光栅的横向位置可通过一下选项调节 }b54O\, 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 *.nSv@F 通过组件定位选项。 >A{Dpsi\ UeFJ5n'x:
-hnNaA 4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 kB@gy} r*b+kSh m@kLZimD 单光栅分析 vcQl0+& - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 [(*Eg!?W= 系统内的光栅建模 7#j.yf4 - 但是,任何现实的光栅结构都放置在基底上,使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 zl8M<z1`1 - 平面建模考虑了菲涅耳损耗,但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 Nxt:U{`T' - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 *D%w r'!> bEcN_7
%7mGMa/ H}GGUE&c* 5. 光栅级次通道选择 B\R X 5XX)8gAo m BvO<?ec 方向 .:&`PaMt - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 J(}PvkA 衍射级次选择 c?CfM> - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 '8)kFR^9 - 并非总是需要考虑所有衍射级,建议仅使用感兴趣的衍射级。 ~-vCY 备注 >D u=(pB - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 yH"i5L9 Q SF0?Puf
AjEy@/ &=)O:Jfa 6. 光栅的角度响应 l9uocP:D 4Lg
,J9 I\_2=mL 衍射特性的相关性 99*k&mb - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 py\:u5QS - 对于不同的波长/偏振,衍射效率也不同,并且对于不同的入射角,衍射效率也不相同。 `,SL\\%u - 为了解决与角度有关的衍射行为,可能需要指定k域中的采样点(等效于角度空间) j=T8b - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 d`rZgY U)f('zD
=| T ^)J |HT7m5tu4 示例#1:光栅物体的成像 !y XGAg, nG4ZOx.*1g 1. 摘要 5FJLDT2Lg Mrgj*|
!`N:.+DT zx<PX → 查看完整应用使用案例 &!4E3&+2m eEBNO*2 2. 光栅配置与对准 `Gv\"|Gn h(yFr/
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/UK?&+1qE
>?K=l]!(* .F$}a% 3. 光栅级次通道的选择 Pa0W|q#?X F-zIzzb&O
Gn4b*Y&M]3 <eMqg u 示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 }*rS g . eik_w(xPT 1. 光栅配置和对准 ,gZp/ yJ; wipl5O@L
gmH`XKi\ v@Eb[7Kq/1 → 查看完整应用使用案例 PcA^ jBgGl @2.
:fK 2. 基底处理 :|kO}NGM w;}5B~).
bP-(N14x+ @!oN]0`F; 3. 谐振波导光栅的角响应 mZB:j]T &)6}.$`
m%u`#67oK 0qNmao4E_ 4. 谐振波导光栅的角响应 T8\@CV! I2HV{1(i
Czw]5 zqt<[=O 示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 cO{NiRIb {sB-"NR`K 1. 用于超短脉冲的光栅 Bj4c_YBte ]tu
OWR
GC# [&>L Tv7W)?3h → 查看完整应用使用案例 yNfj-wM !VIxEu^ke 2. 设计和建模流程 n:40T1:q N[O .p]8
aWimg6q 6R^F^<< 3. 在不同的系统中光栅的交换
Txo{6nd/ gYN;Fu-9Z
TJRp/BP EsWB |V> 文件信息 2|\mBP`ok JdI*@b2k[
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