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infotek 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  
n i@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} 3i6  
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 ^)>-$=  
3. 系统中的光栅对准 _'n;rZ+  
b9|F>3?r>  
ThWZ>hyJ  
 安装光栅堆栈 *sJx0<!M}  
−为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。 pRc(>P3;  
−参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 6z%3l7#7Yi  
 堆栈方向 qCgP8U/jv  
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 NL&g/4A[a  
 +KFK..  
e/;Ui  
E\m?0]W|  
.NjdkHYR  
 安装光栅堆栈 m)_1->K  
- 为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。 8SAz,m!W)  
- 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 K 1:F{*  
 堆栈方向 idO3/>R [  
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 }WI24|`zM  
- 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 .e.vh:Sz  
U\VwJ2 {i  
*kyy''r  
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5tq$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~  
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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 k  
~o # NOfYi  
{Z?!*Ow  
5. 光栅级次通道选择 V|a 59 [y?  
HKxrBQr78  
J7cqnj  
 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 B [<  
 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&!# 3  
.-34 g5  
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:- 5Mn3*  
示例#1:光栅物体的成像 4OIN@n*4  
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1. 摘要 02+^rqIx5  
D0]9 -h  
$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  
So 5{E 4[  
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3. 光栅级次通道的选择 oy'+n-  
S:j0&*  
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   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  
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e8#3Y+Tc  
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查看完整应用使用案例 JQCwI`%i  
!(~>-;A8  
2. 基底处理 tv{.iM|V c  
Ij8tBT?jlL  
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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  
7 AiCQWf9  
   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  
#j JcgR<  
#.)>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  
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(?!0__NN;  
6~S0t1/t?  
3. 在不同的系统中光栅的交换 [ lW "M  
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&>{>k<z  
D2p6&HNT  
文件信息 \gkajY-?  
hl:eF:'hm  
}v,THj  
QQ:2284816954 备注:光学 v~Qy{dn P  
cmmjava 2022-09-05 19:18
感谢分享。~~~学习,思考,实际练习操作,提高!
落叶 2023-01-30 10:50
为什么看不了图片呢 6hK"k  
谭健 2023-01-30 11:48
学习中呢? @UX@puK`/  
二牛26 2023-05-15 18:11
qq加不了,需要知道你的名字
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