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1. 摘要 0R,Y[).U T5 BoOVgO 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。 o`ODz[04 JlH5 <:#PN
rf&nTDaWI yLt?XhRlp 2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 a4!6K jB d9
$` 单光栅分析 YjG:ECj} −通过主窗口“光栅”菜单,可以进入仅针对光栅的特殊评估环境。 >LR+dShG −它有助于分析和可视化光栅的衍射特性,例如衍射角度和效率。 n ZS*"O#L &\r_g!Mh
YwB\kN 系统内的光栅建模 2 BwpxV8 @L^30>?l −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 Zxv{qbF −这样可以对系统内的光栅进行建模,从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。 /lvH p
;\+A6(GX{ Bk1gE(( C?b_E 两种建模方法通常可以一起使用,如先优化光栅结构本身,然后将其插入系统。 s0'Xih sw6 \6Hu&WHy 3. 系统中的光栅对准 W;wu2 ' "[]72PC ;0++):30V 安装光栅堆栈 #1f8A5< −为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。 *W<g%j-a −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 u:4?$%rB 堆栈方向
D'Sdz\:4 −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 SbpO<8}8 <0)@Ikhx
1hgmlY` 5fa_L'L# V0
OT _F 安装光栅堆栈 \LW
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pQ_ - 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)。 30/( - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 Rs%6O|u7 堆栈方向 kv3jbSKCT - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 LaiUf_W #X - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 w-MnJ(r Ndx ]5
Nb;Yti@Y. c=HL
6v< )<jT;cT!& 横向位置 Ow]c,F}^ −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。 Z$5@r2d) −例如,激光束(紧密地)聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上,效果可能会大不相同。 qu/59D −光栅的横向位置可通过一下选项调节 dmD':1 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 5gbJTh<JU 通过组件定位选项。 R|AGN*. 21U,!
6*2z^P9FRj 4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 ve /Q6j{ 'rdg TNC,{sM 单光栅分析 SNd]c - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 wBXgzd%L 系统内的光栅建模 `795K8 - 但是,任何现实的光栅结构都放置在基底上,使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 5ff66CRw - 平面建模考虑了菲涅耳损耗,但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 ;dYpdy - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 2}Q)&;u =jmn
e&u HU8k* k^.9;FmQ 5. 光栅级次通道选择 u]ZCYJ> !g~xn2m$R ,saf"Ed= 方向 KyAQzN 9 - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 ZUMzWK5Th 衍射级次选择 _D(F[p| - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 w]\O3'0Js - 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。 #.%;U' #O 备注 TlZ|E '_C - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 .)mw~ 3] T;}pMRd%
?ei7jM", q $s0zqV5 6. 光栅的角度响应 *, o)` #x&1kHu< [ua{qJ9 衍射特性的相关性 OY6lt.t - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 TP oP%Yj" - 对于不同的波长/偏振,衍射效率也不同,并且对于不同的入射角,衍射效率也不相同。 7{XI^I:n - 为了解决与角度有关的衍射行为,可能需要指定k域中的采样点(等效于角度空间) i3>7R'q> - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 @K]D :MSS uV *&a~
o% !a jzu1>*ok 示例#1:光栅物体的成像 :\48=> 5o2;26c 1. 摘要 KaHjL&! +B%ZB9
[*#ms=Zdc [:sV;37s → 查看完整应用使用案例 t8 #&bUX #IyxH$ 2. 光栅配置与对准 rRL:]%POT A3 bE3Fk$ cyG3le& +G ,`MUd0 n
5+'1 :Sa(i \
M8;CN 2|Hq[c=~ 3. 光栅级次通道的选择 ]Z@-r IiIF4 pQ,
Dw?nf X)xQKkL0 示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 SV}I+O_w X61]N^y 1. 光栅配置和对准 /N7j5v( ">lu8F
s7iguFQ vWcU+GBZI → 查看完整应用使用案例 Y:oL ;+`t[ go 2. 基底处理 Y dmYE$ ub6=^`>h
[F/>pL5U$ 4WZ:zr N 3. 谐振波导光栅的角响应 4}Y2
B$ -S
OP8G
kb]PWOz <l(LQmM; 4. 谐振波导光栅的角响应 |#Bz&T vZmM=hW ~
#7+oM8b xg k~y,F 示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 f3]Z22Yq |[;9$Vn 1. 用于超短脉冲的光栅 dQQh$*IL?{ /Zap'S/
(hS
j4Cp R~iJ5@[ → 查看完整应用使用案例 VChNDHiH u1xCn\ 2. 设计和建模流程 N2vSJ\u F?? })YX
hW6og)x 0
Ji>drn 3. 在不同的系统中光栅的交换 +Fp8cT=1 i<l_z&
6Lr G+p` D.9qxM"Z> 文件信息 j]#qq]c :[|4Zn
F$y3oX qR/~a 进一步阅读 K>hQls+ - Configuration of Grating Structures by Using Interfaces F~2bCy[Z - Configuration of Grating Structures by Using Special Media I{U7BZy - VirtualLab Fusion Technology – FMM / RCWA [S-Matrix] :a
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