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1. 摘要 z62;cv xjKR R? 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。 ci?qT,& 6;ixa
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U`2e{>'4t bAx-"Lu 2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 q!|*oUW 3`t%g[D1 单光栅分析 e?8HgiP- −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。 ,X`)ct −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。 =4FXBPoQK rustMs2p
zem8G2#c 系统内的光栅建模 n(;|q&3 =A83W/4 −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 X:vghOt? −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。 z=q3Zo YQj 2 v>Q#B 1;Ou7T9w 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。 tMf}
RBs-_o+ % 3. 系统中的光栅对准 Y^$X*U/q%U %C|n9* _V7s#_p 安装光栅堆栈 JB<Sl4 −为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。 *Q?tl\E −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 g?z/2zKR 堆栈方向 S4Y& −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 )u[emv$ /5(Yy}
I|gB@|_~ J}v}~Cv xhVO3LW' 安装光栅堆栈 Enum/O5 - 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(wx nm - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 !dyXJQ 堆栈方向 cW@Zd5&0S - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 6dabU* - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 [q?<Qe zzTfYf)
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I 9g'LkP *>7 >g" 横向位置 8']M^|1 −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。 0D\#Pq
v −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。 a,
k'Vk{ −光栅的横向位置可通过一下选项调节 [uC]*G] 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 &"f"; 通过组件定位选项。 sFT.Oxg< ZSjMH .Ij"
/uPcXq:L~ 4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 m0ER@BXRn Ta
?_5 xjfV?B'Y}V 单光栅分析 U}yW<#$+ - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 {XR6>] 系统内的光栅建模 +)!Y rKuu - 但是,任何现实的光栅结构都放置在基底上,使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 S?1AFI9{ - 平面建模考虑了菲涅耳损耗,但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 k1w_[w[ - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 ~$Tkn_w# IUE~_7
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1f 5. 光栅级次通道选择 @L<*9sLWh {MtpkUN U`R5'Tf; 方向 wvO|UP H\ - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 }Lc-7[/ 衍射级次选择 X 0WJBEE - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 _ky,;9G] - 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。 iHeN9 cl 备注 xHL( !PF - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 hL/)|N~ Vq2y4D?
lD)%s! W5EDVPur 6. 光栅的角度响应 msP{l^%0 QS%%^+E2 P\yDa*m 衍射特性的相关性 *W.C7= - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 RN$1bxY - 对于不同的波长/偏振,衍射效率也不同,并且对于不同的入射角,衍射效率也不相同。 zMj#KA1 - 为了解决与角度有关的衍射行为,可能需要指定k域中的采样点(等效于角度空间) "$#xK |t - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 <e Th `|6'9
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.1( 示例#1:光栅物体的成像 Z,sv9{4r 7E!IF>` 1. 摘要 (U&tt]| 4" Cb/y3
61SlVec*o8 (}{G`N>.{ → 查看完整应用使用案例 ]JCvyz
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< Wfx+F 2. 光栅配置与对准 1pt%Kw*@j kStnb?nk I;e=0!9U CnpV:>V=
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3L<wQ( 3. 光栅级次通道的选择 1;C+$ G/b^|;41
wP6Fl L A0o-:n Fu 示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 [<2<Y s%qF/70' 1. 光栅配置和对准 tz5e"+Tz O[I\A[*
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