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2021-05-20 09:37 |
光学系统中的光栅建模——实例讨论
1. 摘要 K1Mn_)% w~Aw?75t 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。 &=~Jw5WK /;
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Ch>r.OfP }Ge$?ZFH 2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 +JsMYv `fS$@{YI_ 单光栅分析 N:_.z~>% −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。 !#3v<_]#d −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。 |cs]98FEf Pd)mLs Jg
-V7dSi 系统内的光栅建模 dSkM A pC^d-Ii −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 MR}=tO −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。 4}`z^P<C ;?4EVZ#o
?L x*MJZ O |!cPB: 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。 $Y,y~4I evjj~xkte 3. 系统中的光栅对准 f?W_/daP A`71L V% I'}&s|6 安装光栅堆栈 Kl_(4kQE_ −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)。 |h%=a8 −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 nvbzC tC 堆栈方向 u.;l=tzz −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 Ogv9_X8 *O_>3Hgl
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Em OYSq)!: 安装光栅堆栈 %:t! u&:q - 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)。 galzk $D - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 ,R.rxoO 堆栈方向 qF\w#nG - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 zX lcu_rc - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 !#d5hjoX
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pu~b\&^G 横向位置 (\ge7sE-oo −对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时,必须考虑光栅的横向位置。 +-C.E −例如,激光束(紧密地)聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上,效果可能会大不相同。 )pSA|Qt N −光栅的横向位置可通过一下选项调节 bmu] zJ 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 h+=IxF4 通过组件定位选项。 4_kY^"*#" rGQ2 ve
EQN)y27poW 4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 Qk? WX
(`B O uNPD q% _3(rwD 单光栅分析 )(0if0D4 - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 s_ t/ 系统内的光栅建模 BmKf%:l} - 但是,任何现实的光栅结构都放置在基底上,使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 p#).;\M - 平面建模考虑了菲涅耳损耗,但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 "iTjiH)Q( - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 KLvAe>#, !B 4z U:d
@Ddz|4 vEi SIapY%)h 5. 光栅级次通道选择 <rtKPlb// /{f"0]-RA ugN t7P,^ 方向 6se8`[ - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 GF6 o 衍射级次选择 u?"="-^ - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 -'Ay(h - 并非总是需要考虑所有衍射级,建议仅使用感兴趣的衍射级。 0N^+d,Xt. 备注 h;,1BpbM - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 1~t.2eU G vhPlH0
,VS(4 y_X jY 6. 光栅的角度响应 =WjHf8v; eT+i& b3EGtC}^ 衍射特性的相关性 Kf1J;*i|\ - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 <4+P37^~ - 对于不同的波长/偏振,衍射效率也不同,并且对于不同的入射角,衍射效率也不相同。 jB8Q% {% - 为了解决与角度有关的衍射行为,可能需要指定k域中的采样点(等效于角度空间) dzEi^*
(8 - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 L/Q[N^ (^ P&sWn?q Ol
~4khIz /i3JP} 示例#1:光栅物体的成像 qmFG -Y@tx fu- 1. 摘要 Rjq Xz6 YZ5,K6u
#m,H1YH
M y92R}e\M → 查看完整应用使用案例 Vf;&z$D{r ^#d\HI 2. 光栅配置与对准 h <e LP6p
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uR ?W|a -T,?'J0 2 3. 光栅级次通道的选择 9a=Ll]=\ gom!dB0J
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MQq3 示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 . :Skc Z#Mm4(KNh 1. 光栅配置和对准 Fp/{L 1Z)Et,
?qNU*d 1Ng+mT → 查看完整应用使用案例 rZKfb}ANQ %"0, o$ 2. 基底处理 7q+D}+ Xf !?nbB2,
au{)5W4~ zY*9M3(X 3. 谐振波导光栅的角响应 _ocCt XI9 Kcm+%p^
ECOJ .^ (-gomn 4. 谐振波导光栅的角响应 LqbI/AQ) {V6&((E8
hZx&j{ iApq!u, 示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 _~z
oMdT! ( zWBrCX 1. 用于超短脉冲的光栅 w*-42r3,' 0~bUW V
&BRk<iwV B&]`OO>O → 查看完整应用使用案例 ij
?7MP aUaeK(x:H 2. 设计和建模流程 w\)K0RN ,^:{!?v
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gQ_<;'m)2 3. 在不同的系统中光栅的交换 DZSS &DLWlMGq
7*l$i/! xDo0bR( 文件信息 aV\i3\da 3`bQ0-D;
*?FVLE QQ:2284816954 备注:光学 :W.H#@'(
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