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二维光栅

发布时间:2024-12-03 16:10:48 浏览量:640 作者:Paul

正文


二维光栅


一维光栅


普通光栅


光栅是周期性的结构,当衍射角度满足光栅公式时 ,光强Max,其中m=0零级光,m=1时称为1级光,同理还有一些其他的光。



对于普通光栅,zui终的光场分布如下,其中d时狭缝宽度,M时狭缝数量。衍射光都是整数倍



将光栅替换成0和相位光栅


如果将相邻的两个狭缝换成相位型,一个相位延迟为0,另一个相位延迟为[MISSING IMAGE: ],那么其光强分布变成如下,其中d时狭缝宽度,M是狭缝数量。衍射光的位置位于的整数倍



初始的强度光栅,衍射级次出现在\[Pi]的偶数倍上,但是相位光栅的峰值出现在的齐次倍上。如果仍旧按照光栅方程的方法理解,当相邻的两束光的相差为等于自身半个波长加上光程的相位,因此这类光栅应描述为

例如一个正弦信号,取位于点这些点,组成的相位光栅



其傅里叶变换



对上述函数取绝对值,变成一个强度光栅



其傅里叶变换结果为



如果同样的相位光栅,但是延迟量


他的强度分布为



不同相位延迟下,其强度分布也不相同



对于单个光栅,如果只有部分时透光,那么单缝对于光强的影响


单缝可以抑制部分光级次能量的分布。



二维光栅


二维光栅假设是两个一维光栅叠加而成,两个光栅方向不一定是相互垂直的。



按照光栅公式的推导方法,将光按照两个方向进行分解,两个方向同时满足光栅方程的情况下,即Max值出现的位置。


在Zemax中创建下述的光路,波长550nm,光斑直径1mm,10mm后放置两个一维的光栅,第1个光栅数值数值方向防止,第二个光栅相对于第1个旋转一定角度。光栅每um划线数量为0.033,因此光栅周期为3um,光栅5mm后放置一个透镜,焦距为18.607mm



按照光栅方程,光栅一级光经过透镜后,偏移的距离为0.337773


第1个光栅控制上下两个点,第二个光栅控制横向的点。可以理解首先有中心两点,经过光栅后,形成上下两个点。然后经过第二个光栅,形成左右两排点阵。因此中间那列点阵使用不改变的。右边的点阵,偏移的距离也是不改变的,但是随着光栅旋转,偏转的角度也在变化。


第二个光栅相对于第1个光栅为90度时,两个方向移动距离都是0.3377um,因此第二个点的位置为



第二个光栅相对于旋转了60度情况下,右下角的位置



第二个光栅相对于第1个光栅相对旋转为30度的情况下



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