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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。 ,>3b|-C-
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2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 1$n!Lj=5
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单光栅分析 Ha/Gn !l
−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。 <Kk [^.7C;
−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。 3kJ7aBiR<
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系统内的光栅建模 ;s^F:O
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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。 $wm8N. I3I
−这样可以对系统内的光栅进行建模，从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。
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两种建模方法通常可以一起使用，如先优化光栅结构本身，然后将其插入系统。 7 Um3m yXU
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3. 系统中的光栅对准 \=
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安装光栅堆栈 f^[u70c82
−为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 i:sb_U+M
−参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 4 <A+Tf
堆栈方向 xlm:erP
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 Cl mz}F
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安装光栅堆栈 '-[?iF@l
- 为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 p Igjo>K
- 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 PS/00F/Ak
堆栈方向 en8l:I NX
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 ]}9D* V
- 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 pP*`b<|
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横向位置 ^2e H0O!
−对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时，必须考虑光栅的横向位置。 .ZVo0
−例如，激光束（紧密地）聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上，效果可能会大不相同。 de q L
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 X0BB J( e
在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 9~6~[z
通过组件定位选项。 x`Ik747^v
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4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 JAS!eF
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单光栅分析 . * c%A^>
- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 11BfJvs:
系统内的光栅建模 x >MY_?a
- 但是，任何现实的光栅结构都放置在基底上，使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 (6~~e$j
- 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。 NSDls@m
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 $LJCup,1"
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5. 光栅级次通道选择 Pskg68W
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方向 ~/1eF7
- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 t.6gyrV7><
衍射级次选择 @ >Ul0&Mf?
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 f }? q
- 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。 I; 3Uzv
备注 x[1( cj
- 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响
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6. 光栅的角度响应 } @NT#hD
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衍射特性的相关性 #hP&;HZ2>"
- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 $ZfoJR]%
- 对于不同的波长/偏振，衍射效率也不同，并且对于不同的入射角，衍射效率也不相同。 '(&,i/O
- 为了解决与角度有关的衍射行为，可能需要指定k域中的采样点（等效于角度空间） XdGA8%^cY
- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 F<|x_6a\
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示例＃1：光栅物体的成像 rul w6vTB(
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1. 摘要 5$Aiez~tBq
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→ 查看完整应用使用案例 # vBS7ba
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2. 光栅配置与对准 oar `xH$C
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3. 光栅级次通道的选择 _M9-n
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示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 PTFe>~vr*
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1. 光栅配置和对准 ;yVT:qd
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→ 查看完整应用使用案例 DV">9{"5']
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2. 基底处理 dL IZ)16&
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3. 谐振波导光栅的角响应 \ 4 r?=5v*
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4. 谐振波导光栅的角响应 j,BiWgj$8
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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 m6D]
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1. 用于超短脉冲的光栅 O.g!k"nas&
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→ 查看完整应用使用案例 ( @y te
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2. 设计和建模流程 95%,
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3. 在不同的系统中光栅的交换 GDUOUl&
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