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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。 0%<+ J;'o
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2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 dJD(\a>r.u
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单光栅分析 SK
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−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。 >c~RI7uu
−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。 }y6q\#G
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系统内的光栅建模 XAu I7e
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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。 #xT!E:W '
−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。 ho.(v;
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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。 pC(sS0J
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3. 系统中的光栅对准 I=Ij dwb H
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安装光栅堆栈 0* F}o)n/m
−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）。 )9L/sK z
−参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 O !&,5 Dy
堆栈方向 :P+\p =
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 f p[,C1U
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安装光栅堆栈 A''pS
- 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）。 X+82[Y,mB.
- 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 $`J_:H%
堆栈方向 ig!7BxM)<h
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 L'Q<>{;Ig
- 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 GTl
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横向位置 j/!H$0PN
−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。 p $`92Be/
−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。
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−光栅的横向位置可通过一下选项调节 =^;P#kX
在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或
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通过组件定位选项。 ~O6\6$3b5E
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4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 g(E"4M@t!
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单光栅分析 Ea $aUORm
- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 ]9 w76Z
系统内的光栅建模 En VuD
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- 但是，任何现实的光栅结构都放置在基底上，使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 {KL5GowH
- 平面建模考虑了菲涅耳损耗，但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 ci9R.U)
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 )Kd%\P P
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5. 光栅级次通道选择 c3TKl/
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方向 w n|]{Ww35
- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 j]rz] k
衍射级次选择 IH *s8tPc
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 Cfu=u *u
- 并非总是需要考虑所有衍射级，建议仅使用感兴趣的衍射级。 zCaT tb|@
备注 R W'nUL?_\
- 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 }f} } A =
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 #U
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6. 光栅的角度响应 yR5XJ;Tct
V~IIY B7
Fg]?zEa
衍射特性的相关性 b \7iY&.C|
- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 i]{1^pKq
- 对于不同的波长/偏振，衍射效率也不同，并且对于不同的入射角，衍射效率也不相同。 t<iEj"5
- 为了解决与角度有关的衍射行为，可能需要指定k域中的采样点（等效于角度空间） OX]V) QHVZ
- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 @@G6p($
Hh;:`;}
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示例＃1：光栅物体的成像 DL^o_6 1
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1. 摘要 +0wT!DZW\=
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→ 查看完整应用使用案例 ^ <`(lyph
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2. 光栅配置与对准 = < @2#E)
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3. 光栅级次通道的选择 pW0dB_
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示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 6DT TV66
L WoG4s?w
1. 光栅配置和对准 R:-JkV>e:
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→ 查看完整应用使用案例 l ASL8O&\
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2. 基底处理 f*{
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3. 谐振波导光栅的角响应 @oF$LMD
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4. 谐振波导光栅的角响应 N /$`: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 W%2
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1. 用于超短脉冲的光栅 EFuvp8^y
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→ 查看完整应用使用案例 <}U'V}g
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2. 设计和建模流程 GuZ ( &G6*
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3. 在不同的系统中光栅的交换 .x`M<L#M(
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