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1. 摘要 mAMi-9 mkgGX|k; 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。
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uw! h07Z.q ; 2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 e9e%8hL sq TBlP 单光栅分析 \Zc$X^}vN −通过主窗口“光栅”菜单,可以进入仅针对光栅的特殊评估环境。 XndGe=O −它有助于分析和可视化光栅的衍射特性,例如衍射角度和效率。 Rs_0xh ah<1&UG, rMXIw 系统内的光栅建模 \{r-e h/~:}Bof −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 5tPBTS<<"L −这样可以对系统内的光栅进行建模,从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。 U
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2nT .N2yn` 两种建模方法通常可以一起使用,如先优化光栅结构本身,然后将其插入系统。 Gt#Jr!N~ Fe
3*pUt 3. 系统中的光栅对准 jv$Y]nf I)#=#eI*: ?#8',: 安装光栅堆栈 r@C2zF7 −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)。 dmh6o * −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 @3`:aWda 堆栈方向 Z$qFjWp −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 HScj
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~\= VSwJ $r`K4g O7@CAr 安装光栅堆栈 I9O9V[ - 为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。 yMdEH-?/ - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 s_]p6M 堆栈方向 sYV7t*l - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。
.G}E - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 rZRcy9$y> JQ{g'cT
GwiG..Y]& 3:Bwf)* -H1mKZDPP 横向位置 89@\AjI −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。 ~3}Gu^@ −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。 #Mo`l/Cwp −光栅的横向位置可通过一下选项调节 qz7:jq3N-{ 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 36>pa 通过组件定位选项。 n}== w0QN5?
_^4\z*x 4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 =H*}{'# Enee\!@v vW4~\] 单光栅分析 Ov3W;jD - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 -q7A\8C 系统内的光栅建模 3L/qU^` - 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。 [?)=3Pp - 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。 X!5N2x - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 M=[ /v/M= H
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q YwGc[9=n 5. 光栅级次通道选择 _'&N0 1 A^7!:^%K iO=xx|d 方向 \~xI#S@ - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 8Ml&lfn_8 衍射级次选择 y e!Bfz> - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 <4jQbY; - 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。 zb9^ii$g 备注 RAR0LKGX - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 j`^':! :PtpIVAosg
%VYQz)yW VlW#_. 6. 光栅的角度响应 70_T;K6 f uojf+i <'A>7M~h?* 衍射特性的相关性 GypZ!)1 - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 2&91C[da0 - 对于不同的波长/偏振,衍射效率也不同,并且对于不同的入射角,衍射效率也不相同。 3WyK!@{ - 为了解决与角度有关的衍射行为,可能需要指定k域中的采样点(等效于角度空间) 7SzY0})<U - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 i}
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-Hzn7L FzmCS@yA 示例#1:光栅物体的成像 >(z{1'f{ J#Fe" 1. 摘要 y8: 0VZox FD(zj ^*
{frEVHw IV^LYu → 查看完整应用使用案例 FtN1ZZ"<* j)\g0u6 2. 光栅配置与对准 ~Wu Elns UCYhaD@sP 475yX-A mm$D1=h{|
RBx`<iBe EZ #UdK_ ))c;DJc 3. 光栅级次通道的选择 ,4j$kR La%\-o
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hnrr8 322W"qduTZ 示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 q?z6|]M|u <mHptgd, 1. 光栅配置和对准 $N;!. 5lX3 t )Z2"_5
3DK^S2\zBm V2es.I → 查看完整应用使用案例 %9M; MK qt]QO1pAd 2. 基底处理 vVyO}Q` B0=:A
GG"0n{>0 7^sU/3z 3. 谐振波导光栅的角响应 0vG}c5;F
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g|<)J-`Q 4. 谐振波导光栅的角响应 X2@mQ&n 9?D7"P+
d1e'!y}R5 4:r^6m%% 示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 $ajw]2kx VK`_Qc#B 1. 用于超短脉冲的光栅 uW>AH@Pij &Wd,l$P<O
x|0Q\<mEe 6(9Ta'ywZ → 查看完整应用使用案例 d\;M F 3JW9G04. 2. 设计和建模流程 8e\a_R*(| 5YS`v#+
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