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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。 :L;a:xSpn=
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2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 cAc@n6[`3
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单光栅分析 0^ibNiSP
−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。 wf $s*|z
−它有助于分析和可视化光栅的衍射特性，例如衍射角度和效率。 Rh |nP&6
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系统内的光栅建模 "nWw;-V}}
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−在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 @K]|K]cby
−这样可以对系统内的光栅进行建模，从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。 `@
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两种建模方法通常可以一起使用，如先优化光栅结构本身，然后将其插入系统。 _~
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3. 系统中的光栅对准 n LiY%x`S
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安装光栅堆栈 &I406Z f7y
−为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 `#gie$B{
−参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 W T}H>T
堆栈方向 9 E6R0D}
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 9M9?%N:ra
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安装光栅堆栈 VY hbx
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- 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）。 !3v1bGk
- 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 So
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堆栈方向 Z: 7fV5b(
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 g>9kXP+
- 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 6u}</>}
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横向位置 ^ K E% C;u
−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。 (@}!0[[^
−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。 [ 66! bM&
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 {
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在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 r(2uu
通过组件定位选项。 4 N7^?
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4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 .y,0[i V
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单光栅分析 P A OJ\U
- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 50C
系统内的光栅建模 7fX<511(
- 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。 - FlzEZ
- 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。 14'45
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 wsVV$I[2
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5. 光栅级次通道选择 ~BkCp pI
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方向 d$AWu{y
- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 AjgF6[ B
衍射级次选择 x~j`@k,;
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 Gm.]sE?.
- 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。 LRMx<X8
备注 QW~1% `
- 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 q\527^Z M
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6. 光栅的角度响应 ZEO,]$Yi7
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衍射特性的相关性 S + ^E.
- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 Zdo'{ $
- 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。 Yr=Y@~ XL
- 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） qH 6>!=00
- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 _1L f[ ^Aw(o
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示例＃1：光栅物体的成像 Y<ql49- X
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1. 摘要 fku<,SV$O4
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→ 查看完整应用使用案例 xZF}D/S?Ov
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2. 光栅配置与对准 M$8^91%4B
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3. 光栅级次通道的选择 YgV81 7OV
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示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 Zt.|oYH$
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1. 光栅配置和对准 !pdb'*,n
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→ 查看完整应用使用案例 ,lA s
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2. 基底处理 > eIP., 9
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3. 谐振波导光栅的角响应 364`IC ( a
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4. 谐振波导光栅的角响应 :G2k5xD/E
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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 .1Al<OLL
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1. 用于超短脉冲的光栅 YccH+[X;
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→ 查看完整应用使用案例 u5 : q$P
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2. 设计和建模流程 (#RHB`h5
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 IrhA+)pdse
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3. 在不同的系统中光栅的交换 HxK80mJ
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