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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 snt(IJQ  
    /2m?15c+  
    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。 ~-83Q5/[  
    5&f{1M6l>  
    2PR^:h2  
    `+/H^  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 07/L}b`P  
    Ol')7d&  
     单光栅分析 p<v.Q   
    −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。 )kJH5/  
    −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。 0liR  
    q,2]5 '  
    oiH|uIsqR  
     系统内的光栅建模 8V-\e?&^  
    cFagz* !  
    −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 BvU"4d;x  
    −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。 lI/0:|l  
    Z.wA@ ~e  
    &|<xqt  
    )){xlFA}  
    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。 vwr74A.g0  
    s:Akk kF  
    3. 系统中的光栅对准  YOAn4]j  
    Sc]P<F7N]  
    dtAbc7  
     安装光栅堆栈 RAjkH`  
    −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)。 WM)F0@"  
    −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 &-1./?  
     堆栈方向 m4[g6pNx~  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 60Z]M+8y8  
    M/*NM= -a  
    pX=,iOF[I  
    SjdZyJa  
    .!}hhiF,Z  
     安装光栅堆栈 &l}?v@@+_  
    - 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)。 ? &zQa xD  
    - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 x>~p;z#VX  
     堆栈方向 U4Nh  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 !eJCM`cp  
    - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 MbXq`%  
    t!_x(u  
    s^T+5 E&}  
    y>\S@I  
    1zktU.SZ  
     横向位置 [k]|Qi nk  
    −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。 +^6}   
    −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。 y@wF_WX2  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 }xFi& <  
     在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 hFvi 5I-b  
     通过组件定位选项。 y5 m!*=`l`  
     <1&Ke  
    cywg[  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理
    V8O.3fo`[`  
    50a\e  
    Ewo*yY>  
     单光栅分析 PG,U6c #  
    - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 {Ts:ZI+ 8d  
     系统内的光栅建模 tk/`%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。 /!Z^Y  
    - 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>!/rR7  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 "D* Wi7  
    THhy~wC".  
    # X.+  
    S:Tm23pe  
    5. 光栅级次通道选择 /f1'm@8;  
    HBLWOQab  
    v@G4G*x\  
     方向 zL s^,x  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 9e<Zgr?N  
     衍射级次选择 Xz;b,C&*t  
    - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 #1$}S=8*f  
    - 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。 ;^l_i4A  
     备注 fo\\o4Qyh  
    - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 OR+A_:c.D  
    z^s ST  
    ${U6=  
    [V@yRWI  
    6. 光栅的角度响应 dDKqq(9(`  
    gZ(O)uzv  
    M@?"t_e1  
     衍射特性的相关性 0^]t"z5f0  
    - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 lVeH+"M?  
    - 对于不同的波长/偏振,衍射效率也不同,并且对于不同的入射角,衍射效率也不相同。  SNvb1&  
    - 为了解决与角度有关的衍射行为,可能需要指定k域中的采样点(等效于角度空间) )LswSV  
    - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 *kaJ*Ti-/  
    1&|Dsrj  
    ma}}Sn)Q  
    xaXV ^ZM3  
    示例#1:光栅物体的成像 Ku3!*n_\  
    4`mO+.za1  
    1. 摘要 Wp*sP Z  
    6MrKi|'X@  
    X9'xn 0n;  
    j%M @#  
    查看完整应用使用案例
    dE>v\0 3!8  
    Mn"/#tXL-  
    2. 光栅配置与对准 0~xaUM`  
       @ t@|q  
    ;]h.m)~|  
    MOV =n75  
    i X/tt  
    `I> ], J/  
    6=>7M b$  
    3. 光栅级次通道的选择 w67x l  
    *4#on>  
    (G5T%[/U  
       Y}/jR6hK  
    示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 yv${M u  
    \r]('x3S  
    1. 光栅配置和对准 q<}PM  
    TczXHT}G  
    '?R=P  
    # J.u  
    查看完整应用使用案例 Z90Fcp:R  
    (^S5Sc=  
    2. 基底处理 b@-)Fy4d2  
    #5d8?n  
    $Z7:#cZ Y  
    --/-D5  
    3. 谐振波导光栅的角响应 m9g^ -X  
    -eYL*Pa  
    NhtEW0xCr  
    ZPYH#gC& T  
    4. 谐振波导光栅的角响应 Ij$)RSPtH  
    l-=e62I{=|  
    LO>8 j:  
       )GCLK<,swu  
    示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 sVD([`Nmc  
    q+J0}y{#8)  
    1. 用于超短脉冲的光栅 'WnpwY  
    *C/KM;&  
     f }-v  
    tAt;bYjb\  
    查看完整应用使用案例
    (lWKy9eTy`  
    jhcuK:`L  
    2. 设计和建模流程 |bvGYsn_#=  
    %((cFQ9  
    P59uALi  
    4i96UvkZ  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 >!G5]?taa  
    /]l f>\x1  
    W#Cq6N  
    (T2<!&0 @  
    文件信息 5z[6rT=a  
    " V/k<HRw  
    SJF2k[da  
    QQ:2284816954 备注:光学 (77Dif0)'  
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    cmmjava 光币 +5 - 2022-09-05
     
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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 2%*|fF}I  
    在线谭健
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    只看该作者 3楼 发表于: 2023-01-30
    学习中呢? $d5&~I  
    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