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    [分享]光学系统中的光栅建模——实例讨论 [复制链接]

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    离线infotek
     
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2021-05-20
    1. 摘要 _->+Hjj ^  
    u kZK*Y9P  
    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。 AkW>*x  
    bE mN tp^  
    |39,n~"o&  
    8q{|nH  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 chUYLX}45  
    N\Lu+ x5  
     单光栅分析 ){#INmsF  
    −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。 pU !:  
    −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。 ru9@|FgAE  
    sF[gjeIb  
    v&/H6r#E.  
     系统内的光栅建模 Ly^bP>2i  
    ~+t@7A=  
    −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 D]*|Zmr+}  
    −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 x) PK  
    f -F}~S  
    DW9MX`!Xc  
    b=2:\F  
    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。 -2[4 @  
    CR9wp] -Vd  
    3. 系统中的光栅对准 & ck}3\sQ  
    `Ji WS  
    ElB[k<  
     安装光栅堆栈 !i (V.A  
    −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)。 pKq[F*Lut  
    −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 fvH{ va.  
     堆栈方向 )LKJfoo PY  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 aAGV\o{^  
    &}P#<"Fo8Q  
    |T/OOIA=sI  
    P%l?C?L  
    X,3\c:  
     安装光栅堆栈 LkzA_|8:D  
    - 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)。 RDHK'PGA  
    - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 z Gg)R  
     堆栈方向 J Hm Pa  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 >M{98NH  
    - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 p\;8?x  
    WZ,k][~  
    }F.k,2  
    DDGDj)=`  
    Lm`-q(!7w  
     横向位置 E+XS7':I  
    −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。 d{NMG)`x\  
    −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。 nZ'jjS[!  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 kBC$dW-  
     在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 *?1\S^7R  
     通过组件定位选项。 u e  
    M"s:*c_6  
    6g#yzex  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理
    B;8Zlm9  
    ]C"?xy  
    ZoJq JWsd  
     单光栅分析 J?Y,3cc.  
    - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 hVB(*WA^D  
     系统内的光栅建模 mpk+]n@  
    - 但是,任何现实的光栅结构都放置在基底上,使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 <Bn0wr8)\  
    - 平面建模考虑了菲涅耳损耗,但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 jf;n*  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 A*+gWn,4Y_  
    q#8\BOTP |  
    %4M,f.[e  
    t D 8l0  
    5. 光栅级次通道选择 lAo~w  
    W-r^ME  
    YGQ/zB^Pj  
     方向 ZZHQ?p-  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 GL9'dL|  
     衍射级次选择 qk^/ &j  
    - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 J{a9pr6  
    - 并非总是需要考虑所有衍射级,建议仅使用感兴趣的衍射级。 W58?t6! =  
     备注 !9r%d8!z  
    - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 t~ I;IB  
    aYk: CYQ  
    =6\^F i  
    l9j= ;h  
    6. 光栅的角度响应 &CXk=Wj  
    8#,_%<?UVy  
    vAop#V  
     衍射特性的相关性 K7{B !kX4k  
    - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 ]3 GO_tL  
    - 对于不同的波长/偏振,衍射效率也不同,并且对于不同的入射角,衍射效率也不相同。 lJfk4 -;M  
    - 为了解决与角度有关的衍射行为,可能需要指定k域中的采样点(等效于角度空间) RiQg]3oY  
    - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 "|&3z/AUh  
    H*N{4zBB  
    m&q0 _nay  
    )J+OyR=  
    示例#1:光栅物体的成像 >e-0A  
    WQ:Y NmQ1p  
    1. 摘要 >y#qn9rV1  
    j bT{K|d-  
    S{MB$JA  
    /D|q-`*K  
    查看完整应用使用案例
    sHPeAa22  
    X$Q.A^9  
    2. 光栅配置与对准 bJ6C7-w:wa  
       /d"@$+  
     Q3bU"f  
    8sI$  
    <ycR/X  
    Y+$]N:\F\  
    GCw4sb4~w  
    3. 光栅级次通道的选择 >mMfZvxl%  
    !:esdJH  
    DMp@B]>  
       QKVOc,Fp7i  
    示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 #s>'IPc0  
    L>7@!/ 9L  
    1. 光栅配置和对准 '?_~{\9<  
    lMg#zT!?  
    7D 3-/_v  
    B *6 ncj  
    查看完整应用使用案例 Pn@DHYP  
    `pDTjJ  
    2. 基底处理 X+,0;% p  
    ug;\`.nT^  
    BOy&3.h5?  
    bNm]h.  
    3. 谐振波导光栅的角响应 CS-jDok  
    R(P(G;#j  
    n6Z!~W8  
    Hmx.BBz  
    4. 谐振波导光栅的角响应 BYa#<jXtAT  
    5U]@ Y?  
    O?A%  
       1:@ScHS  
    示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 M:&%c3  
    iAXGf V  
    1. 用于超短脉冲的光栅 }ALli0n`V)  
    n^5Q f\o  
    `f~$h?}3-@  
    T:|p[Xbo  
    查看完整应用使用案例
    =d:3]M^  
    Rxlv:  
    2. 设计和建模流程 (FgX9SV]p9  
    IX<9_q  
    ,]]IJ;:w  
    e#3RT8u#  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 Xrpvq(]  
    >dD$GD{  
    @'?gan#(  
    DVKb`KJ"  
    文件信息 T-/3 A%v  
    87eH~&<1  
    2cRru]VZ5  
    QQ:2284816954 备注:光学 zfg+gd)Z  
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    cmmjava 光币 +5 - 2022-09-05
     
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    离线cmmjava
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    只看该作者 1楼 发表于: 2022-09-05
    感谢分享。~~~学习,思考,实际练习操作,提高!
    离线落叶
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    只看该作者 2楼 发表于: 2023-01-30
    为什么看不了图片呢 e#mqerpJ  
    离线谭健
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    光券
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    只看该作者 3楼 发表于: 2023-01-30
    学习中呢? Hc8He!X*#  
    离线二牛26
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    只看该作者 4楼 发表于: 2023-05-15
    qq加不了,需要知道你的名字