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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 Fi`:G} a&[n Vu+ 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$+8#+ \*N1i`99
[y:LA~q :h3JDQe:. 2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 `WT7w']NT -+=8&Wa 单光栅分析 wf4Q}l2,d −通过主窗口“光栅”菜单,可以进入仅针对光栅的特殊评估环境。 DXGO-]!!0 −它有助于分析和可视化光栅的衍射特性,例如衍射角度和效率。 TGLXvP&
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? 系统内的光栅建模 S=2,jPX2r !:8!\gE^P −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 f,#xicSB* −这样可以对系统内的光栅进行建模,从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。 a=O!\J ?xet:#R'
hMQaT-v 6uyf 两种建模方法通常可以一起使用,如先优化光栅结构本身,然后将其插入系统。 !jbjrzv9 >gE_?%a[ 3. 系统中的光栅对准 9s)oC$\ 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&$uG[&P −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 8f.La 堆栈方向 P33E\O −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 vn<S" C0%%@
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p1nA7;B-m 'w2;oO [;I8 ZVE 安装光栅堆栈 A
M2M87{t - 为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。 4=Ey\Px - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 n3N"Ax 堆栈方向 qHCs{ u - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 x_K% - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 *`#,^p`j
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Y'-] |@BN+o;`Om q~n2VU4L* 横向位置 )VT/kIq-U −对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时,必须考虑光栅的横向位置。 * 5n:+Tw( −例如,激光束(紧密地)聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上,效果可能会大不相同。 ^U}0D^jDeE −光栅的横向位置可通过一下选项调节 d%3BJ+J 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 o1Ln7r. 通过组件定位选项。 ZAZCvN@5 d3GK.8y_z
S2)S/ nf 4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 Kxn7sL$]=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)Pxahm 7 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"ABJ 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 $?AA"Nz 示例#1:光栅物体的成像 NxO^VUD +wozjjc 1. 摘要 ROS"VV< ]fo^43rn{
Y>Hl0$:= Wx$q:$h@q → 查看完整应用使用案例 Ir"Q%>K0f x ;,xd 2. 光栅配置与对准 Uy5 !H1u ggc?J<Dv
3DC%I79 VHr7GAmU
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zL`uiZl cvE.r330| 3. 光栅级次通道的选择 6F.7Ws< )kKmgtj
RS `9?c: "%''k~UD4 示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 <W59mweW#5 68<Z\WP 1. 光栅配置和对准 Kt,ynA
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#t<4D q%k(M[ → 查看完整应用使用案例 yISQYvSN i4zV( 2. 基底处理 %=9yzIjbAt 76A>^Bs\/
|\|)j>[i U5CPkH1 3. 谐振波导光栅的角响应 (
*>/w$% AXP`,H
+O$: wK'! xH^ 4. 谐振波导光栅的角响应 p^igscPF6 )R8%'X;U
[AZaT (;pi"/x[ 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 AR~$MCR]"k 1. 用于超短脉冲的光栅 H >:4MY daB l%a=
%7 v@n+Q 6L,lq; → 查看完整应用使用案例 z {pC7e5
t'Eb#Nup3 2. 设计和建模流程 w^])( twtkH~`"Q
J,0pe\5 )nNCB=YF! 3. 在不同的系统中光栅的交换 =,4
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n{^<&GWox f(6UL31 文件信息 O}MZ-/z=o~ b
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