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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。 iHQFieZ.E
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2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 =oiY'}%(i
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单光栅分析 w&C SE
−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。 BWw 7o{d
−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。 o)1wF
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系统内的光栅建模 y~U+MtSf#
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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。 @0B<b7Jv
−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。 t"RgEH @
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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。 0ZPPt(7
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3. 系统中的光栅对准 5dYIL `
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安装光栅堆栈 L~vNW 6#W
−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）。 :~6%n Fo
−参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 Q Z 9 )uI
堆栈方向 @,zBZNX
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−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈
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安装光栅堆栈 W,w g @2
- 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）。 j7"E0Wc^o_
- 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 5<d
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堆栈方向 w8> T ~Mv
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 xx/DD%IZ
- 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 %NxNZe
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横向位置 -4GSGR'L&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。 (S9"(\A
−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。 UDp"+nS
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 |wK)(s
在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 '@pa v>UPD
通过组件定位选项。 S"N@.n[
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4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 5|H?L@_9
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单光栅分析 ](8XC_-U'
- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 u&pLF%'EQ
系统内的光栅建模 RsrZ1dhPvV
- 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。 +Pa!pj/< z
- 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。 45ct*w
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 B AzqdG
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5. 光栅级次通道选择 Zc%S`zK`7
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方向 !4*@H
- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 U ?>zq!C&R
衍射级次选择 }Pw5*duq
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 IXz ad
- 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。 iB]kn(2C
备注 *wh'4i}u
- 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 tgrQ$Yjk
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6. 光栅的角度响应 RA\H?1;8C
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衍射特性的相关性 :mg#&MZj<
- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 mZq*o<kTA
- 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["}U1sG
- 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） Ylo@
- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 f_z2d+
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示例＃1：光栅物体的成像 kg
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1. 摘要 o +aB[+
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→ 查看完整应用使用案例 6 5<p:
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2. 光栅配置与对准 I E ,g
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3. 光栅级次通道的选择 t cRK\
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示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 O %)+ w
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1. 光栅配置和对准 g8v N^nQf[
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→ 查看完整应用使用案例 E^|b3G6T
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2. 基底处理 V;)'FJ)]
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3. 谐振波导光栅的角响应 9MGA#a
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4. 谐振波导光栅的角响应 i#Wl?(-i
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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 P}aJvFlmP
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1. 用于超短脉冲的光栅 1`h`-dqr#
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→ 查看完整应用使用案例 |1t30_ /gS
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2. 设计和建模流程 QtX ->6P>
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3. 在不同的系统中光栅的交换 2{&|%1Jg
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