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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。 xc=b
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2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 j +$rj
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单光栅分析 *Q ?tl\E
−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。 |)(VsVG&
−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。 /_I]H
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系统内的光栅建模 a7r% X -
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−在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 $u]jy0X<Y;
−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。 4T|b
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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。 ,,%i;
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3. 系统中的光栅对准 % 5M/s'O?i
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安装光栅堆栈 s4A43i'g!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）。 5m \<U`
−参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 {< )1q ;
堆栈方向 HN=V"a
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 ,(d) Qg
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安装光栅堆栈 7K,-01- :
- 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）。 R!\_rc1/
- 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 #5cEV'm;
堆栈方向 [$0p+1
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 +b0eE )
- 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 I`-8Air5f
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横向位置 tI tX y
−对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时，必须考虑光栅的横向位置。 `^u>9v-+'
−例如，激光束（紧密地）聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上，效果可能会大不相同。 zM bN;t u
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 Xe wVcRo
在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 *SU\ABcov
通过组件定位选项。 ~
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4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 R.jIl@p
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单光栅分析 !\ nBh
- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 HW3 }uP\c
系统内的光栅建模 qkt0**\
- 但是，任何现实的光栅结构都放置在基底上，使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 -G}[AkmS
- 平面建模考虑了菲涅耳损耗，但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 m+`fn;*
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 u$DHVRrF<
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5. 光栅级次通道选择 K K& rb~
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方向 QQ%D8$k"
- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 ]$ L|
衍射级次选择 f!\l g
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 rM`X?>iT+
- 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。 oe%} ?u
备注 >p)MawT]
- 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 (!ZM{Js%
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6. 光栅的角度响应 4" Cb/y3
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衍射特性的相关性 hBS.a6u1'd
- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 Ja,wfRq
- 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。
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- 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） {K+i cTL3
- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 v=0(~<7B
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示例＃1：光栅物体的成像 dCE0$3'5
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1. 摘要 &+cEV6vb+
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2. 光栅配置与对准 C>-aIz!y
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3. 光栅级次通道的选择 mkYqpD7
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示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 YUx.BZf7
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1. 光栅配置和对准 Q3
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→ 查看完整应用使用案例 +aJ>rR
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2. 基底处理 W{5#@_pL
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3. 谐振波导光栅的角响应 x,rlrxI
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4. 谐振波导光栅的角响应 Gcdd3W`O
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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 2^y ^q2(r
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1. 用于超短脉冲的光栅 e x:: m&
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→ 查看完整应用使用案例 %K>,xiD)
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2. 设计和建模流程 i>D.!x
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3. 在不同的系统中光栅的交换 xD5:RE~g
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