| 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。 qGV(p}$O
zF^H*H
 e8dZR3JL
6?%$e$s
2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 \.i ejB
km9#lK
单光栅分析 *q=\ e 9
−通过主窗口“光栅”菜单，可以进入仅针对光栅的特殊评估环境。 /v<Gt%3X
−它有助于分析和可视化光栅的衍射特性，例如衍射角度和效率。 h>*3 i#
ob/<;SrU<
 6c(b*o
系统内的光栅建模 Q.eD:@%iE
f?=0Wzb
−在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 w =!xTA
−这样可以对系统内的光栅进行建模，从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。 "O9n|B
l3^'b p6HQ
 {ixKc
k=kkF"
两种建模方法通常可以一起使用，如先优化光栅结构本身，然后将其插入系统。 bXOM=T
b 49h @G
3. 系统中的光栅对准 e<=Nd,v4;
VByA6^JR
&F#eYEuy
安装光栅堆栈 {na>)qzKP
−为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 W f8@ B#^{
−参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 jf1GYwuW*
堆栈方向 l x5 .50mI
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 ! jAp V
XSN=0N!GB
 |ITCw$T
h {J io>
c y? #LS
安装光栅堆栈 O>vCi&
- 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）。 ?MSwr_eZH
- 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 LU8[$.P
堆栈方向 A =Z$H2
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 0S>L0qp
- 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 ws QuJrG
sl@>GbnS
 rr E f<A}
o[eZ"}~
1'p=yHw
横向位置 ]G8"\J4 &
−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。 jHE^d<=O^
−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。 AZik:C"Q
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 fD \Fq'29{
在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 t OJyj49^a
通过组件定位选项。 C .B=E"e
tmB t[
 9a+Y )?z
4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 KrG,T5
{0a\<l
h:G>w`X
单光栅分析 6!itr"
- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 <2<2[F5Q%
系统内的光栅建模 j@+$lU*r
- 但是，任何现实的光栅结构都放置在基底上，使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 j$ lf>.[I
- 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。 -'D ~nd${
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 W?wt$'
=<PEvIn
 ,UVu.RjXN
%LmsywPPp
5. 光栅级次通道选择 %#&njP
[742s]j
[lSQMoi3
方向 % ;u"2L0@
- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 B1U!*yzG6
衍射级次选择 QT!>izgc U
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 ue+{djz[4
- 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。 H
n]( )/
备注 6yAZvX
- 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 ~UeTV?)
@' M"c
q
 ="vg/@.>i
[YODyf}M>\
6. 光栅的角度响应 Bv j sl
,=G]tns v^
#+U1QOsz
衍射特性的相关性 ;P;c!}:\b
- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 7mXXMm
- 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。 oqbz!dM(Z
- 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） #XqCz>Z
- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 L$);50E
W4k$m 2
 84e8z {
EVaHb;
示例＃1：光栅物体的成像 .<fdX()e,
,:'JJZg@
1. 摘要 b$*2bSdv0<
FAM:; F30
 2T(+VeMQ=
jgPUR#)
→ 查看完整应用使用案例 $- % um
qbS6#7D
2. 光栅配置与对准 Rcw[`q3/
HRM-r~2:-]
 C$C>RYE?.
:X-S&S X0
 :wg =H
 }#4Ek8nFR
&hL2xx=
3. 光栅级次通道的选择 xHaz*w1|
0 } &/n>F
 W 1)<!nwA
NR8`nc1~
示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 6~W@$SP,F
>35w"a7S
1. 光栅配置和对准 ?)k ]Vg.
q^zG+FN
 ,tyPZR_
+'olC^?5 }
→ 查看完整应用使用案例 w3>11bE
4~FRE)8
2. 基底处理 SVn@q|N
m F+8Q
 e`7>QS ;.
,5} w]6bCr
3. 谐振波导光栅的角响应 X;)/<:mX
A4#F AFy
 >C6S2ISSz
k[a<KbS
4. 谐振波导光栅的角响应 );t+ ~YPS
@sg.0GR
 U2 W Hs3
.S/zxf~h
示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 G?XA", AC
"gm5 DE
1. 用于超短脉冲的光栅 t[X^4bZd
cYC^;,C &|
 &$_!S!Sa/
W,CAg7:*
→ 查看完整应用使用案例 oxL<\4)WJ
%3#C0%{x
2. 设计和建模流程 `#`jU"T |
.7b%7dQ<\
 B U??}{
~;Y Tz
3. 在不同的系统中光栅的交换 Z^as ?k(iM
#Mk: 4
 I{[Z
|
|