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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。 (d#W3  
uO4R5F|tL  
xbs X-F  
AME<V-5  
2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 O6]X\Cwj%  
@!::_E+F]  
 单光栅分析 ~QU\kZ7Z  
−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。 :tp{(MF  
−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。 \4n9m  
[-h=L Jf#  
Ae'N1V  
 系统内的光栅建模 Y*YV/E.  
<zp|i#~  
−在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 QA#Jx  
−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。 tx]!|x" F  
k!{h]D0  
|V mQ  
=z9FjK  
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。 _SqUPTb"u  
%i@Jw  
3. 系统中的光栅对准 X-_0wR  
M3YC@(N% k  
\<x{U3q5  
 安装光栅堆栈 c{!XDiT]P  
−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)。 ty b-VO  
−参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 q@}tv =}  
 堆栈方向 2$1D+(5;  
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 /igbn  
?Bsc;:KF  
uEdeA'*^  
-}P/<cu:  
&I?d(Z=:\  
 安装光栅堆栈 R![1\Yv&  
- 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)。 Df0m  
- 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 { u1\M  
 堆栈方向 $<d3g :  
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 <26Jif:  
- 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 ]`\~(*;[W9  
#& &  
X;3gKiD  
rM)-$dZ  
,{g B$8z^  
 横向位置 ,dSP%?vV  
−对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时,必须考虑光栅的横向位置。 dwmZ_m.  
−例如,激光束(紧密地)聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上,效果可能会大不相同。 ~4u[\&Sh  
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 z>O=. Ku6  
 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 9pq-"?vHY0  
 通过组件定位选项。 RyZy2^0<  
7=pJ)4;ZA  
lU%L  
4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理
wj|[a,(r  
|Whkq/Zg  
 bj U]]  
 单光栅分析 P: )YKro]  
- 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 P{o/ /M  
 系统内的光栅建模 IW- BY =C  
- 但是,任何现实的光栅结构都放置在基底上,使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 'v_VyK*w  
- 平面建模考虑了菲涅耳损耗,但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 N.|uPq$R  
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 2[Vs@X  
yn KgNi  
o;7_*=i  
Ap9 %5:]  
5. 光栅级次通道选择 ^3w >:4m  
8eZ^)9m  
4'U #<8  
 方向 o :_'R5  
- 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 LLW xzu!<  
 衍射级次选择 \,yX3R3}.~  
- 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 V"Y-|R  
- 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。 /|aD,JVN"  
 备注 4%,E;fB?=  
- 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 d9yfSZ  
av4g/7=  
>e9xM Gv  
"CF{Mu|Q=  
6. 光栅的角度响应 qn#f:xltu  
VXIB9 /*i  
1g bqHxWI  
 衍射特性的相关性 J?84WS  
- 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 /Q2{w >^DK  
- 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。 Q*l_QnfG  
- 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) ad'C&^o5  
- 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 pTIE.:g(  
U8icP+Y  
Y+ea  
6qkMB|@Ix  
示例#1:光栅物体的成像 H?W8_XiN  
R[{s\  
1. 摘要 =U_O;NC  
"[p-Iy1  
J:JkX>n%k=  
gDBdaxR<  
查看完整应用使用案例
>(39K  
D}6~2j  
2. 光栅配置与对准 H3qM8_GUA  
   KiO1l{.s8n  
MNZD-[  
:;u?TFCRx  
z 2Rg`1B  
nK;c@!~pS  
%W:]OPURK  
3. 光栅级次通道的选择 9_<>#)u5  
wSd o 7Lb  
]Y@B= 5e/  
    2/v9  
示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 6 s1lf!  
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1. 光栅配置和对准 yttIA/  
y0f"UH/   
MW$ X4<*KD  
<u%&@G$F>  
查看完整应用使用案例 "~^ #{q  
j`pX2S  
2. 基底处理 m C &*K  
u AmDXqJ 3  
7"0l>0 \  
3T7,Y(<V  
3. 谐振波导光栅的角响应 U";8zplU  
fNTe_akp  
TDo!yQ  
.PJCBT e  
4. 谐振波导光栅的角响应 jX8,y  
% A8dO+W  
}:2GD0Ru  
   ,/ bv3pE  
示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 QKt[Kte  
98x&2(N  
1. 用于超短脉冲的光栅 B8sc;Z.  
Wz]ny3K[.  
(viGL|Ogn  
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查看完整应用使用案例
s 8 c#_  
[~#]p9|L  
2. 设计和建模流程 F vt5vQ  
wz{]CQ7"  
eW>Y*l% B  
r[ }5<S Q  
3. 在不同的系统中光栅的交换 @0{vA\  
8Z:T.Gc  
TCI%Ox|a  
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