首页
->
登录
->
注册
->
回复主题
->
发表主题
光行天下
->
讯技光电&黉论教育
->
光学系统中的光栅建模——实例讨论
[点此返回论坛查看本帖完整版本]
[打印本页]
infotek
2022-10-19 08:30
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。
;dQAV\
^M[P-#X_
'*!L!VJ
l[%lE
2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述
`fS^ j-_M
kso*} uh0
单光栅分析
3&*'6D Tg
−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。
^o eJKjJ
−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。
ycX{NDGs
o""~jc~
G]*|H0j
系统内的光栅建模
bQQVj?8jp
A6p`ma $L
−在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。
kGHC]Fb)
−这样可以对系统内的光栅进行建模,从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。
j[e,?!8;
li/aN
)Yj%#
'Q|c@t
两种建模方法通常可以一起使用,如先优化光栅结构本身,然后将其插入系统。
N"c(e6
u#jC#u^M
3. 系统中的光栅对准
`9 [i79U
geGeZ5+B
`X -<$x
安装光栅堆栈
~F[L4y!sL
−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)。
Ijedo/
−参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。
MCnN^
堆栈方向
OhwF )p=
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈
AH d-
I>n g`
! OE*z $\
V4K'R2t
}ugxN0
安装光栅堆栈- 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)。
&/WAZs$2n
- 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 堆栈方向
A3R#z]Ub
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。- 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。
>*qQ+_
PT]GJ<K/
*g$i5!yM'
`W5-.Tv
(S9f/i^
横向位置
W{Z^n(f4
−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。
OO-k|\{|
−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。
nk@atK,38^
−光栅的横向位置可通过一下选项调节
# cFr
在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或
o"q+,"QL
通过组件定位选项。
.C!vr@@]
q7Es$zjX
)K0i@hM(n
4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理
t;O1IMF
FFcB54ALTf
>l5u54^3K
单光栅分析
.i/m
- 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。
npH?4S-8G
系统内的光栅建模
%SA!p;
- 但是,任何现实的光栅结构都放置在基底上,使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。
wAF,H8 -DK
- 平面建模考虑了菲涅耳损耗,但不与光栅叠层的FMM计算耦合。
|jG~,{
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。
0Y?H0
QLo(i
LU2waq}VA
I:=dG[\h2
5. 光栅级次通道选择
97`WMs
pv# 2]v
?<%=: Yh
方向
K-Mc6
- 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。
H^AE|U*-G
衍射级次选择
Vfs$VY2.
- 对于方向组合,可能会有多个衍射级。
\3zj18(@8!
- 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。
j^SZnMQf
备注
j8$Zv%Ca%
- 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响
sC7/9</
l-)Bivoi
[EZYsOr.
9F##F-%x
6. 光栅的角度响应
-$-8W
h*l&RR:i
;hDa@3|]34
衍射特性的相关性
$yb@ Hhx>
- 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。
d8x%SQ!V
- 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。
M\2"gT-LV
- 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)
0^l%j 8/
- 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。
I.jZ wW!r
eN>0wd5{L
R: Z_g!h
eV!L^>>>
示例#1:光栅物体的成像
9lzQ\}
SNY (*
1. 摘要
xvm5
?dq#e9
$:bih4@>
\~DM
\ v2H^j/
( [E]_Q
/iQ(3F
2. 光栅配置与对准
pbBoy+.>
$P {K2"Oc
${r[!0|
:%4imgY`
I0Ia6w9
TwahR:T
dQ:cYNm
3. 光栅级次通道的选择
`'4)q}bB
N|Cs=-+
oh-|'5+,;h
&xd.Qi2
示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试
rpV1y$n<F
[0@`wZ
1. 光栅配置和对准
\=e8%.#@J
.zj0Jy8N
WNX5iwm
n! h7
/DFV$+9
O<*5$,K9
2. 基底处理
WI[:-cv
2W<n5o
6ghx3_%w
8*a), 3aK
3. 谐振波导光栅的角响应
Lc2QXeo8
1Y/$,Oa5
9<1F[SS<s9
wa09$4>_w
4. 谐振波导光栅的角响应
%&blJ6b
"M H6fF
zqySm)o]
'-PC7"o
示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法
Snw3`|Y~<
MXp3g@Cz
1. 用于超短脉冲的光栅
[0;buVU.
[ AzO:A
Z*!O:/B
@tT-JwU
wxQ>ifi9Z
WrGK \Vw[
I*|P@0
2. 设计和建模流程
0BU=)Swku
-apXI.
Xq#Y*lKVD
9(_{`2R8
3. 在不同的系统中光栅的交换
v4vf}.L]
!X^Ce)1K
&Z("D7.G
查看本帖完整版本: [--
光学系统中的光栅建模——实例讨论
--] [--
top
--]
Copyright © 2005-2026
光行天下
蜀ICP备06003254号-1
网站统计