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infotek 2022-05-17 09:44

光学系统中的光栅建模——实例讨论

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。 lm o>z'<  
V[uB0#Lp  
qun#z$  
c+ Ejah+  
2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 xaAJ>0IM  
;WO/xA-#  
 单光栅分析 -=s7Q{O8Z  
−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。 B/c_pRl;  
−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。 K q: +{'  
0^?(;AK  
W5<1@  
 系统内的光栅建模 n,bZj<3t  
!!%vs 6  
−在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 /}]X3ng  
−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%aODr8  
O}*[@uv/  
)PVX)2P_C  
+8 ]}'6m  
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。 o{(-jhR  
l5l:'EY>  
3. 系统中的光栅对准 JGHQ_AI  
RYZh"1S;k  
6~ev5SD;f  
 安装光栅堆栈 TGY^,H>J  
−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)。 %AF~Ki  
−参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 ,3qi]fFLMe  
 堆栈方向 L*6Tz'Qp  
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 P"cc$lB~I  
K)`, |q* \  
@D[jUC$E  
q UY;CEf  
w3a`G|  
 安装光栅堆栈 jt@k< #h~  
- 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)。 LZqx6~]O  
- 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 -e3m!h  
 堆栈方向 u0^GB9q  
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 ;HlVU  
- 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 CD:@OI  
Y4YA1F  
vq B)PL5)  
r77?s?  
WFocA:  
 横向位置 | y\B*P  
−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。 7[[XNJP  
−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。 M~t S *  
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 N1jj\.nB  
 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 3+;]dqZ  
 通过组件定位选项。 ?_3K]i1IS  
X<9jBj/t  
>j{phZ  
4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理
~Y<x-)R  
U< |kA(5  
B8NOPbT  
 单光栅分析 H1N_  
- 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 zjs@7LN  
 系统内的光栅建模  =P\H}?PF  
- 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。 ]xBQ7Xqf|  
- 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。 n a])bBn  
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 ]i3 2-8%  
v4kk4}lE  
I9h?Z&n5  
-)(HG)3  
5. 光栅级次通道选择 #>g]CRN  
r4D*$H-rR  
 s de|t  
 方向 d\WnuQR[  
- 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 xV @X%E  
 衍射级次选择 $/ew'h9q  
- 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 JeU|e$I4>  
- 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。 /PN[g~3  
 备注 V)V\M6  
- 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 j y R 9a!  
yeqZPz n  
(0g@Z `r  
glbU\K> >  
6. 光栅的角度响应 'z0@|a  
y)X1!3~(  
:jKD M  
 衍射特性的相关性 r'wam]1Z  
- 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 >y#<WB$i  
- 对于不同的波长/偏振,衍射效率也不同,并且对于不同的入射角,衍射效率也不相同。 (dvCejc^p  
- 为了解决与角度有关的衍射行为,可能需要指定k域中的采样点(等效于角度空间) {.v-  
- 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 ,d'x]&a  
E#X(0(A)  
N|Mzj|i.  
{SVd='!V  
示例#1:光栅物体的成像 ZgVYC4=Q-\  
xH#R_  
1. 摘要 z)I.^  
RZi]0l_A'  
!%>p;H%0  
vzA)pB~;  
查看完整应用使用案例
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}a6tG  
2. 光栅配置与对准 DS0c0lsx  
   7KXc9:p+  
oY{L0B[  
me"}1REa  
gZF-zhnC  
BWV)> -V  
*J,VvO 9  
3. 光栅级次通道的选择 J@ZIW%5  
?G%C}8a  
'M+iw:R__  
   musZCg$  
示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 *o <S{  
[Zc8tE2oN  
1. 光栅配置和对准 HfEU[p7)  
KfD=3h=  
:23w[vt=  
Lq<#  
查看完整应用使用案例 +Z99x#  
?o307 r  
2. 基底处理 2 ZW {  
6wK>SW)#&j  
<=2\xJfxB  
H y}oSy26  
3. 谐振波导光栅的角响应 5nC#<EE  
;zk& 7P0  
?Co)7}N  
MHNuA,cz  
4. 谐振波导光栅的角响应 "X<vgM^:  
}n/6.%  
VrDSN  
   KCEBJ{jM  
示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 tP/0_^m  
`F-<P%k  
1. 用于超短脉冲的光栅 !0i6:2nw  
+P YX.  
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HoE@t-S  
查看完整应用使用案例
}t5-%&gBY0  
zpi Q;P  
2. 设计和建模流程 3Wv -olv  
pK/r{/>r  
nX 4WlH  
o%Ubn*  
3. 在不同的系统中光栅的交换 G':wJ7[]`  
y~eQVnH5W  
jUnS&1]MF  
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