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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。 in5e *
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2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 a]P w:lT
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单光栅分析 yj@k0TWT$
−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。 //;( KmU9
−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。 $2,tT;50g
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系统内的光栅建模 nF_q{e7
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−在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 -8Hc M\b
−这样可以对系统内的光栅进行建模，从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。 `U b*rOMu
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两种建模方法通常可以一起使用，如先优化光栅结构本身，然后将其插入系统。 wV i TMlq
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3. 系统中的光栅对准 .d r Y
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安装光栅堆栈 (9oo8& GG
−为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 4# PxJG6m
−参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 s9a` 2Wm
堆栈方向 H la?\
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 Zs{7km
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安装光栅堆栈- 为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 9 " t; 6
- 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 堆栈方向 4r `I)
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。- 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 s+v9H10R
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横向位置
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−对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时，必须考虑光栅的横向位置。 Exqz$'(W9
−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。 [8UZ5_1W L
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 'G~i;o 2
在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 .B- b51Uz
通过组件定位选项。 @2L^? *n=
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4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 OblHN*
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单光栅分析 :d9GkC
- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 3e;|KU
系统内的光栅建模 {q`8+ $Z;
- 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。 bR) P-9rs
- 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。 fo+s+Q|Y
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 b9vud r
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5. 光栅级次通道选择 3))CD,|
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方向 ed/B.SY
- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 " Ot%{&:2
衍射级次选择 &Pm@+ML*x
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 U ->vk{v
- 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。 e|~{ X\l
备注 8 <;.[l
- 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 #*.4Jv<R
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6. 光栅的角度响应 ?]Hs~n-
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衍射特性的相关性 $peL1'Evo
- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 ! PGCoI
- 对于不同的波长/偏振，衍射效率也不同，并且对于不同的入射角，衍射效率也不相同。 CHv
n8tk
- 为了解决与角度有关的衍射行为，可能需要指定k域中的采样点（等效于角度空间） @x Bb|/I
- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 *\xRNgEQ
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示例＃1：光栅物体的成像 A\ rY~$Vr
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1. 摘要 _ymSo`Iv R
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2. 光栅配置与对准
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3. 光栅级次通道的选择 EB+4]MsD
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示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 AM!P?${a
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1. 光栅配置和对准 Uhh[le2 %
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UVi9}zr
2. 基底处理 kH0kf-4\
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3. 谐振波导光栅的角响应 o%]b\Vl6
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K~UT@,CS60
4. 谐振波导光栅的角响应 7[ kDc-
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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 p0Ij 4
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1. 用于超短脉冲的光栅 Jn?Z JZ
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2. 设计和建模流程 0#ePg6n
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3. 在不同的系统中光栅的交换 G\f:H%[5[
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