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1. 摘要 #QS`_TlKk H[NSqu.s 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。 a1g,@0s =%BSKSG.
*1ilkmL% f- K+]aZ) 2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 pf]xqhL c_dVWh e 单光栅分析 F6LH $C −通过主窗口“光栅”菜单,可以进入仅针对光栅的特殊评估环境。 ]RwpX ^ 1 −它有助于分析和可视化光栅的衍射特性,例如衍射角度和效率。 N,<uf@LQ 6gkV*|U,e `:ArT}F 系统内的光栅建模 kS %Ydy#:' TCMCK_SQL −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 >>QY'1Eu −这样可以对系统内的光栅进行建模,从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。 Vouvr<43o HNb/-e ," [NF'oRRD9s :W"~
{~#? 两种建模方法通常可以一起使用,如先优化光栅结构本身,然后将其插入系统。 aacpM[{f V"[g.%%Y 3. 系统中的光栅对准 bc7/V#W <h!_>:2L zZ:>do\2 安装光栅堆栈 ?Lx24*5% −为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。 kF3k7,.8& −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 # ncRb 堆栈方向 imVo<Je7z( −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 _1!7V3|^ .nO\kg oK
biL s+\C *~2,/D Tg7an&# 安装光栅堆栈 ajve~8/& - 为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。 q'+)t7! - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 #9=Vg 堆栈方向 j SHk{T!J - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 ['b}QW@Fx - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 {Je[ZQ$ dSLU>E3g
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52Yq u :}%xD6 横向位置 Zj_b>O-V −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。 Eu0akqZ −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。 ?K1/ <PE+ −光栅的横向位置可通过一下选项调节 IWk4&yHUAu 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 (|F*vP' 通过组件定位选项。 e*sfPHt f<GhkDPm>?
Upx G@b 4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 C:GK,?!Jn' V[mT<Lc C=-=_>Q,L< 单光栅分析 N[?N5~jG - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 -6Z\qxKqZ 系统内的光栅建模 bkRLC_/d - 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。 8bxfj<O, - 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。 RXNn[A4xfY - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 :{{F *FM; p}jE
bT</3>+C I) rCd/ 5. 光栅级次通道选择 =NpYFKmMhV u^&A W$ W=lyIb{?^0 方向 '-QwssE - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 :X"?kK0 V 衍射级次选择 xP_cQwm`1 - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 MvuQz7M#d - 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。 xg30xC[ 备注 0mpX)S - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 (DJ"WG \$R_YKGf1G
bw(a6qKK +00b)TF 6. 光栅的角度响应 dA#Q}.*r 3^IpE];+:u <5d~P/, 衍射特性的相关性 Y)1PB+ - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 &\#sI9 - 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'r<I9@ - 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) #r$cyV!k - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 Hfv 7LM Yf:IKY
9eR-
w2;eh]k 示例#1:光栅物体的成像 ?:pP8/y l~1Oef#y 1. 摘要 d+<G1w& |