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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。 YHJ '
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2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 kWI]fZ_n
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单光栅分析 9t W3!O^_
−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。 1a \=0=[
−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。 _P>1`IR
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系统内的光栅建模 ;<86P3 S
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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。 gGF$M
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−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。 *4zoAs lU1
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AviT+^7E
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。 $XU-[OF%:9
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3. 系统中的光栅对准 mm3zQ!2j.
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安装光栅堆栈 E>o&GYc
−为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 L2:oZ&:u`J
−参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 ,"4X&>_f
堆栈方向 | j\eBCnH3
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 =f/avGX
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安装光栅堆栈 A0'tCq]?0
- 为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 '5&B~ 1&
- 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 Nj! R9N
堆栈方向 5|{ t+u
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 QSlf=VK*y
- 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 EfMG(oI
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横向位置 Cf8R2(-4
−对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时，必须考虑光栅的横向位置。 LGdf_M-f
−例如，激光束（紧密地）聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上，效果可能会大不相同。 \J#I}-a&j
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 #)Id J]
在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 >B|ofwm*
通过组件定位选项。 ,58kjTM
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4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 476M` gA
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单光栅分析 5Lo==jHif
- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 QZe b+r
系统内的光栅建模 yDl5t-0`
- 但是，任何现实的光栅结构都放置在基底上，使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 @)FXG~C*
- 平面建模考虑了菲涅耳损耗，但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 6M2i? c
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 l S Kv*
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 2n\i0? RD
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5. 光栅级次通道选择 G!f E'B
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方向 FZL zu
- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 *AJezhR
衍射级次选择 }pU!1GsO
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。
Q}`2Y^.
- 并非总是需要考虑所有衍射级，建议仅使用感兴趣的衍射级。 dh 7)N}2
备注 +b:h5,
- 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 WHh2fN'A5
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a |^ -z|.
6. 光栅的角度响应 L >K39z~,
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衍射特性的相关性 & dHm!b
- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 +P<w<GfQ
- 对于不同的波长/偏振，衍射效率也不同，并且对于不同的入射角，衍射效率也不相同。 >H]|A<9u(
- 为了解决与角度有关的衍射行为，可能需要指定k域中的采样点（等效于角度空间） ~ P.-3
- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 2+hfbFu,1
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示例＃1：光栅物体的成像 IDVY2`sM
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1. 摘要 -p]`(S%
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→ 查看完整应用使用案例 "$wPq@
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2. 光栅配置与对准 =Z$=-\<x0.
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3. 光栅级次通道的选择 % A Du[M.
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示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 , $F0D
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1. 光栅配置和对准 frO/
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→ 查看完整应用使用案例 7&S|y]$~
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2. 基底处理 QcVtv7+*v
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3. 谐振波导光栅的角响应 y5t Ap
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4. 谐振波导光栅的角响应 Kgio}y
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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 ?01""Om
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1. 用于超短脉冲的光栅 B*?PB]
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→ 查看完整应用使用案例 D{d$L9.
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2. 设计和建模流程 u! FSXX<
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3. 在不同的系统中光栅的交换 }EG(!)u
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