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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 Mr:*l`b_ R@>R@V>c 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。 $V?zJ:a>L hXS'*vO"
n);2b\& `u:U{m 2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 fT._Os?i ,)V*xpp 单光栅分析 IgEg −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。 H_;Dq* −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。 ?t)y/@eG 3f's>+,#%
F~a5yW:R=) 系统内的光栅建模 k_V1x0sZ ni@D7:h −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 =Cs$0aA −这样可以对系统内的光栅进行建模,从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。 z1!ya#,$ wO}
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D]y6*Ha _KmpC>J+ 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。 9YHSL[ g^)> -$= 3. 系统中的光栅对准 _' n;rZ + b9|F>3?r> ThWZ>hyJ 安装光栅堆栈 *sJx0<!M} −为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。 pRc(>P3; −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 6z%3l7#7Yi 堆栈方向 qCgP8U/jv −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 NL&g/4A[a +KFK..
e /;Ui E\m?0]W| .NjdkHYR 安装光栅堆栈 m)_1->K - 为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。 8SAz,m!W) - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 K1:F{* 堆栈方向 idO3/>R
[ - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 }WI24|`zM - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 .e.vh:Sz U\VwJ2
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*kyy''r |w~zh6~ 5tq$SF42X 横向位置 yvDzxu −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。 iXl1S[.l −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。 w5n>hz_5 −光栅的横向位置可通过一下选项调节 "6KOql3 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 ,7%(Jj$
^ 通过组件定位选项。 vy|}\%*r~ fE7WLV2I>
P\zi:]h[Gh 4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 [c86b jHz] KAsS= ` 单光栅分析 1~7y]d?% - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 38'H-]8q" 系统内的光栅建模 8#Z$}?W - 但是,任何现实的光栅结构都放置在基底上,使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 _4E+7+ - 平面建模考虑了菲涅耳损耗,但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 M$&>"%Oi - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 ?N|PgNu X 7gQt
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NOfYi {Z?!*Ow 5. 光栅级次通道选择 V|a59[y? HKxrBQr78 J7cqn j 方向 i;dr(c/ft - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 i-ogeR? 衍射级次选择 uo%O\}#u9 - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 &P+cTN9) - 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。 `7
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[< 备注 y4?>5{`W - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 O/-OW: 03 q?0goL
M]_vb,=1 }Ql;% 7 6. 光栅的角度响应 5j}@Of1pd A6U6SvM; 9a4RW}S< 衍射特性的相关性 1Gqtd^*; - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 rvfl~<G* - 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。 fsmH];"GD - 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) 4%6Q+LS']Q - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 >C&!#
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5Mn3* 示例#1:光栅物体的成像 4OIN@n*4 oz0-'_
1. 摘要 02+^rqIx5 D0]9
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$fn^i. V('b|gsEo → 查看完整应用使用案例 i)p__Is 9"aTF,'F/ 2. 光栅配置与对准 @6tx5D? F3f>pK5
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}9kq? l00D|W_9 3. 光栅级次通道的选择 oy'+n- S:j0&*
Xg)yz~Ug 8]L.E 示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 -Tt}M#W g-s@m}[T 1. 光栅配置和对准 N?Z?g_a8 lu}[XN
e8# 3Y+Tc {!S/8o"] → 查看完整应用使用案例 JQCwI`%i !(~>-;A8 2. 基底处理 tv{.iM|V c Ij8tBT?jlL
5C&f-* Bh 7l p VK] 3. 谐振波导光栅的角响应 GwV FD% IY:O? M
u0e#iX .s?OKy 4. 谐振波导光栅的角响应 g=(+oK? R;yAqr29
7AiCQWf9 ba ?k:b 示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 1L|(:m+ CvJm7c 1. 用于超短脉冲的光栅 ._3NqE; MD)"r>k
#jJcgR< #.)>geLC>9 → 查看完整应用使用案例 a< EC]-nw ""d>f4,S 2. 设计和建模流程 v\eBL&WK t;]egk
(?!0__NN; 6~S0t1/t? 3. 在不同的系统中光栅的交换 [
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" M !;gke,fB
&>{>k<z D2p6&HNT 文件信息 \gkajY-? hl:eF:'hm
}v,THj QQ:2284816954 备注:光学 v~Qy{dn
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