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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 ]eX(K5 A ,S~A]uH' 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。 L Z3=K`gj ?+$EPaC2
RLGIST` };*&;GFe 2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 =,08D^ xY 1KJ[&jS ] 单光栅分析 Hl8\*#;C&> −通过主窗口“光栅”菜单,可以进入仅针对光栅的特殊评估环境。 cCIs~*D −它有助于分析和可视化光栅的衍射特性,例如衍射角度和效率。 akwS;|SZ d ;,C[&
pvRa 系统内的光栅建模 t 1G2A` s5X51#J#~ −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 fvG4K( −这样可以对系统内的光栅进行建模,从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。 SV^[)p) 6*I=%
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(D\`:1g mk6>}z* 两种建模方法通常可以一起使用,如先优化光栅结构本身,然后将其插入系统。 u0$}VO5/a :;Npk9P(N 3. 系统中的光栅对准 ntZHO}' gpCWXz')i }q?q)cG 安装光栅堆栈 ?Uhjyi −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)。 t /lU* −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 @^HZTuP2; 堆栈方向 ,rhNXx −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 T3-/+4$0v K{ FBrh
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0X%#9s~ p,\(j 安装光栅堆栈 8=mx5Gwz- - 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)。 l585L3i - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 E FBvi 堆栈方向 F5\{` - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 -?ebkHe - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 6{ pg^K Ul:M=8nE%
YO;@Tj2)x i"{znKz vD q]y{
4"=5 横向位置 >a: 6umY −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。 c2yZvi −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。 \Zn~y--Z −光栅的横向位置可通过一下选项调节 3[%n@i4H| 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 <"LA70Hkk 通过组件定位选项。 @%6"xnb` S#\Cyn2(t
ul\FZT 4 4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 AHLXmQl U@)WTH6d =AeOkie 单光栅分析 \%.&$z3wz - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 uecjR8\e 系统内的光栅建模 <@qJsRbhK - 但是,任何现实的光栅结构都放置在基底上,使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 NHzVA*f - 平面建模考虑了菲涅耳损耗,但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 ' h|d-p\`9 - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 JiiYl EOf*1/Ih
~|`jIqU uHyc7^X> 5. 光栅级次通道选择 P)UpUMt;k {JW_ZJx ]?hlpL 方向 b yJ[1UK - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 RIF*9= ,S 衍射级次选择 :tLMh08h - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 N!13QI
H - 并非总是需要考虑所有衍射级,建议仅使用感兴趣的衍射级。 2%j"E{J& 备注 OF`:); - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 ^~m}(6 (vbI4&r
kJ B u7 |TuFx=~5v 6. 光栅的角度响应 iMp_1EXe V"|j Dnn5 2!}rHw 衍射特性的相关性 nkz^^q`5l7 - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 D(M^%z2N - 对于不同的波长/偏振,衍射效率也不同,并且对于不同的入射角,衍射效率也不相同。 R9%"Kxm - 为了解决与角度有关的衍射行为,可能需要指定k域中的采样点(等效于角度空间) AXpyia7nU - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 Oa7jLz'i c nV2}U/\
Mog!pmc{ Qx77%L4 示例#1:光栅物体的成像 0u ,nSvch
lmB+S 1. 摘要 {OW.^UIq^ h=ko_/<
9 H~OC8R: fb|lWEw5h. → 查看完整应用使用案例 P64<O5l/ o1u?H4z 2. 光栅配置与对准 f.Ms3)) I sB=G-s
+rOd0? {8J+Y}
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GP=&S|hi (hIy31Pf 3. 光栅级次通道的选择 ykG^(.E t
x#(K#/
{us"=JJVN 1Ozy;;\-9 示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 q! }O+(kt ~_"/\;1 1. 光栅配置和对准 [xg&`x9,. lag%}^
zgA/B{DaC; psE&Rx3) → 查看完整应用使用案例 Vw b6QIs _.3O(? p, 2. 基底处理 R]Pv=fn W=
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dO\irv) L2^M#G@t 3. 谐振波导光栅的角响应 DsF<P@O6 WhN~R[LE_
I?%iJ% 0^&-j.9 4. 谐振波导光栅的角响应 ##qs{s^] ($Ck5`_MK
RJT=K{2x eEMU,zCl 示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 0?8{q{ o+ GJ4R f% 1. 用于超短脉冲的光栅 {/SLDyf%Z UqsX@jL!
4Rev7Mc ^%k[YJtB=i → 查看完整应用使用案例 ld/\`s[i :I^I=A%Pe( 2. 设计和建模流程 ,xsFBNCC ;]xJC
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uO;_T/^u 8.4+4Vxh 3. 在不同的系统中光栅的交换 b)Dzau @`Foy
QIZbAnn_ x6={)tj 文件信息 [agp06 $D? CP!>V:w%9!
0x]WW|se* QQ:2284816954 备注:光学 x7l3&;yDv
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