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infotek 2025-10-15 08:08

光学系统中的光栅建模——实例讨论

1. 摘要 %:aXEjm@  
$Ivjcs:  
光栅是当前光学中最常用的衍射光学元件。如今已常用于复杂光学系统,与其他组件协同作用。因此,迫切需要对系统内部的光栅进行分析,从而评估系统的性能。我们将通过实例说明如何在VirtualLab Fusion对系统中的光栅建模。并将对光栅的对准、光栅级次通道设置以及光栅角度响应等问题进行讨论。 b`X''6  
e!5} #6Kd  
^}+\52w  
nJe}U#  
2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 , ;,B7g  
Q]9$dr=Kk0  
 单光栅分析 FJeh=\  
−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。 ,4'gj0  
−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。 529b. |  
M!,H0( @G  
#I=EYl=Vvi  
 系统内的光栅建模 \:;MFG'  
?I=1T.  
−在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 AERJ]$\  
−这样可以对系统内的光栅进行建模,从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。 ;MN$.x+  
<IR#W$[  
I/7!5Z*  
G[KjK$.Ts?  
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。 [Vs\r&qL  
&D3]O9a0;  
3. 系统中的光栅对准 [oh06_rB  
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yV.p=8:  
 安装光栅堆栈 h~>1 -T8  
−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)。 `N\ ^JAGW  
−参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 P}4&J ^  
 堆栈方向 EL~$7 J  
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 ZxvH1qx8  
l\Ozy  
"VZ1LVI  
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 安装光栅堆栈 /V,xSK9.&  
- 为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。 ?TA7i b_  
- 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 5Od%Jhtt  
 堆栈方向 =d8Rij-  
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 == wX.y\.n  
- 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 4vg3F(   
Q:q0C  +T  
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 横向位置 ExG(*[l  
−对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时,必须考虑光栅的横向位置。 OQumA j  
−例如,激光束(紧密地)聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上,效果可能会大不相同。 =RWTjTZ   
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 GDLi ?3q  
 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 <)ZQRE@  
 通过组件定位选项。 <%^/uS  
x;[ .ZzQ  
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4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理
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:-{"9cgF R  
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 单光栅分析 (}b~}X9  
- 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 o"JH B  
 系统内的光栅建模 eV"%(<{  
- 但是,任何现实的光栅结构都放置在基底上,使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 ?J2{6,}O*.  
- 平面建模考虑了菲涅耳损耗,但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 GQt5GOt  
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 ]y {tMC  
6SCjlaGW5  
d~8U1}dP  
<PSz`)SN  
5. 光栅级次通道选择 L$=R/l  
NAo.79   
5.^pD9[mT  
 方向 8fqabR  
- 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 +nR("Il  
 衍射级次选择 a[hF2/*  
- 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 :=Zd)i)3  
- 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。 P8c_GEna  
 备注 ~k34#j:J65  
- 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 uL)MbM]  
bbjba36RO  
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6. 光栅的角度响应 nC3+Zka  
L9/'zhiZBx  
U,2OofLM  
 衍射特性的相关性 mRx `G(u:v  
- 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 Q%O9DCi  
- 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。 (`4&h%g  
- 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) ?`TJ0("z"  
- 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 1le9YL1_g  
2M+RA}dX  
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示例#1:光栅物体的成像 XF: wsC  
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1. 摘要 <uIPv Zsx  
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查看完整应用使用案例
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2. 光栅配置与对准 GYw/KT~$  
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3. 光栅级次通道的选择 -rsS_[$2  
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示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 QqL?? p-S>  
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1. 光栅配置和对准 NZ`6iK-V_  
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查看完整应用使用案例 z*nztvY@e  
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2. 基底处理 Uj 3{c  
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3. 谐振波导光栅的角响应 Nt+UL/1]  
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4. 谐振波导光栅的角响应 j5Yli6r?3-  
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示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 BvlY\^  
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1. 用于超短脉冲的光栅 L%9yFg%u  
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查看完整应用使用案例
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2. 设计和建模流程 +&AU&2As  
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3. 在不同的系统中光栅的交换 RAyR&p  
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