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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。 j}#48{
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2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 v3Te+oLg
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单光栅分析 9 qq y( H
−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。 @ X\S h>H
−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。 ;BejFcb
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系统内的光栅建模 K3!|k(jt
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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。 ,#`gwtFG
−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。 'nBJ[$2^
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两种建模方法通常可以一起使用，如先优化光栅结构本身，然后将其插入系统。 )p(5$AR7
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3. 系统中的光栅对准 {ZY^tTsY
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安装光栅堆栈 9Rb-QI
−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）。 lVARe 3#
−参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 q !EJs:AS
堆栈方向 L7wl 3zG
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 05=O5<l
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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）。 n<"?+bz"<
- 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 J,4]d u$
- 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。 HC ?yodp^
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横向位置 }Xrs"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。 )j',e $m
−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。 7$8z}2
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 %+Z 0 $Q
在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 4+$<G /K
通过组件定位选项。 VahR nD
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4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 'R*xg2!i
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单光栅分析 c^6v7wT5
- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 qaA\.h7
系统内的光栅建模 zb?wl fT
- 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。 8v*>~E/0
- 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。 --Dw
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 S/G,A,"c
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5. 光栅级次通道选择 $Y,,e3R3
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方向 -E2[PW4$
- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 ::j'+_9
衍射级次选择 ]n _-
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 T!"<Kv]J
- 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。 xp)#a_}
备注 /q uf'CV}
- 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 0k:&7(j
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6. 光栅的角度响应 9(ZzwkD'>
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衍射特性的相关性 }E *d)n|
- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 6 N~ jt
- 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。 \$?[>=<wB
- 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） i_`YZ7Hxp
- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 E;VB oN [
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示例＃1：光栅物体的成像 ~<v{CBq[
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1. 摘要
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2. 光栅配置与对准 2*K0~ b`
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3. 光栅级次通道的选择 R&ou4Y:DG
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示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 5Hr(9 )
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1. 光栅配置和对准 Q. z2 (&
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2. 基底处理 zE<vFP-1v
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3. 谐振波导光栅的角响应 Z N1QTb
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4. 谐振波导光栅的角响应 .*Hv^_
tCc}}2bC&
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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 >$R-:>~zN
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1. 用于超短脉冲的光栅 QtN 0|q{af
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2. 设计和建模流程 {< kl)}
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3. 在不同的系统中光栅的交换 l
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