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1. 摘要 B f]Bi~w< NdSuOkwwt 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。 b GI){0A XZM@Rys J=gFiBw Z<^!N) 2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 ;^0rY )& |FM*1Q[1 单光栅分析 '21gUYm −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。 Ie(.T2K −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。 r
1jt~0&K c-}[v<o pMy:h
系统内的光栅建模 =-X-${/ M@<9/xPS −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 /*k_`3L −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。 i}P{{kMJ %Nvw`H `]XI Q\ * ]d@>vzCO 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。 )RvX}y- X?wZ7*'1 3. 系统中的光栅对准 $7c,<= B(94; ,( mfaU_Vo& 安装光栅堆栈 5Gy#$'kdf −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)。 LybaE~=
−参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 |rwY
堆栈方向 3Cc#{X-+ −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 &JqaIJh
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w:QO@ _/noWwVu -X~|jF 安装光栅堆栈 ~'KqiUY - 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)。 RK &>!^ - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 16~E 堆栈方向 lV%1I@[M - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 HOFxOBV - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 9 %4:eTcp z|D*ymz*EY @x+2b0 b @r/~Y]0Ye5 M?%x=q\< 横向位置 uHSnZ"# −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。 `(0B09~7 −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。 -Z$u[L [c −光栅的横向位置可通过一下选项调节 ]kTxVe 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 ybE2N 通过组件定位选项。 #IM.7`I tLa%8@;'$ ~Ss,he]Er 4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 I*3}erT QR'# ]k;>% pF8 #H~ 单光栅分析 ~r5S{& - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 UWvVYdy7 系统内的光栅建模 ,_RNZ
sa;& - 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。 )B0%"0?`8 - 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。 0~^RHb.NA8 - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 G#7(6:=;,` }}QR' Q}L?o R~k`KuY@! 5. 光栅级次通道选择 , i5 _4 A+0-pF2D wqF?o 方向 @
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- 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 U*$xR<8v 衍射级次选择 za@/4z - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 V9BW@G@9 - 并非总是需要考虑所有衍射级,建议仅使用感兴趣的衍射级。 `{G&i\"n 备注 =oq8SL?bJ* - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 UE.kR+1 "U-jZ5o" CC`_e^~y=F bPU
i44P 6. 光栅的角度响应 ,dCEy+ i#`q<+/q Oti*"dV\:: 衍射特性的相关性 0yI1r7yNB+ - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 @I`^\oJ - 对于不同的波长/偏振,衍射效率也不同,并且对于不同的入射角,衍射效率也不相同。 ujX;wGje - 为了解决与角度有关的衍射行为,可能需要指定k域中的采样点(等效于角度空间) _Ns EeKU - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 !{t|z=Qg Ey|_e3Lf[ T"_'sSI>tF 1
&9|~">{C 示例#1:光栅物体的成像 SXm%X(JU MVsFi]- 1. 摘要 9_?xAJ Z,.Hz\y1D "^n,(l*4x E=p+z"Ui → 查看完整应用使用案例 \:WWrY8& a4__1N^Qj 2. 光栅配置与对准 PC#^L$cg} IT_I.5*A2 ,|({[9jA 9qB0F_xl AAevN3a#nI m0"K^p Icnhet4 3. 光栅级次通道的选择 "tzu.V- P2-&Im`+ FvxM .:r~?$( 示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 H4w\e#| ,twx4r^ 1. 光栅配置和对准 `r`8N6NQ&] -Z"4W <OMwi9 8s0+6{vW → 查看完整应用使用案例 f<Hi=Qpm WEimJrAn 2. 基底处理 j<B9$8x& 5`QcPDp{z /o;M
?Nt6 ? nd:
:O 3. 谐振波导光栅的角响应 <1D|TrP 4I$Y(E} 1UP=(8j/ ~zqb{o^pT 4. 谐振波导光栅的角响应 +WH\,E ]ordqulq1 ^,>w`8 6p9fq3~7Y 示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 zw/AZLS \CL8~ 1. 用于超短脉冲的光栅 {>f"&I<xw cMw<3u\ H3A$YkK [ h:
' |)O → 查看完整应用使用案例 35<A:jKS b(Nv`'O 2. 设计和建模流程 w&p+mJL. jf~](TK 8>&@"j utlr|m Xc 3. 在不同的系统中光栅的交换 wVBKVb9N EuK}L[Kl 6hxZ5&;(* ;CYoc4e 文件信息 /Z:j:l G;Li!H `H+"7SO QQ:2284816954 备注:光学 -NBVUUAgN
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