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2023-09-20 08:22 |
光学系统中的光栅建模——实例讨论
1. 摘要 ,pfHNK-u
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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。 e$!01Y $HI
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2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 ` s [77V>
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单光栅分析 !<` }m E!:
−通过主窗口“光栅”菜单，可以进入仅针对光栅的特殊评估环境。 4rX jso|
−它有助于分析和可视化光栅的衍射特性，例如衍射角度和效率。 EPO*{bN7O
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系统内的光栅建模 }M_Yn0(3
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−在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 +-8u0 9-F
−这样可以对系统内的光栅进行建模，从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。 ^)-* Ubzz
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两种建模方法通常可以一起使用，如先优化光栅结构本身，然后将其插入系统。 ~r(/)w\
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3. 系统中的光栅对准 y9<]F 6TT
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安装光栅堆栈 . Y@)3
−为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。
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−参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 2VSs#z!
堆栈方向 h7 uv0a~0
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 R
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安装光栅堆栈 ykq9]Xqhv
- 为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 z
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- 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 {R5{v6m_
堆栈方向 X9:4oMux7
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 *^h$%<QI
- 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 BbC t_z'
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横向位置 A'jw;{8NpF
−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。 nMz~.^Q-
−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。 Kr;7~`$[
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 +i %,+3#6
在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 m\h. sg&
通过组件定位选项。 F0&BEJBkU
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4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 CBj&8#8 Z
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单光栅分析 Muhq,>!U
- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 gy%/zbZx
系统内的光栅建模 PA=.)8
- 但是，任何现实的光栅结构都放置在基底上，使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 WKHEU )'!
- 平面建模考虑了菲涅耳损耗，但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 lDBn3U&z>
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。
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5. 光栅级次通道选择 QvPG
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方向 &s] wf
- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 s :4<wmu4=
衍射级次选择 #fF~6wopV
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 h` 1{tu
- 并非总是需要考虑所有衍射级，建议仅使用感兴趣的衍射级。 M*& tVG
备注 pO2Y'1*
- 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 ]["=K!la:
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6. 光栅的角度响应 xj1FCT2
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衍射特性的相关性 A bWnDqv
- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 ka3(sctZ5
- 对于不同的波长/偏振，衍射效率也不同，并且对于不同的入射角，衍射效率也不相同。 W~TT`%[
- 为了解决与角度有关的衍射行为，可能需要指定k域中的采样点（等效于角度空间） 'dnTu@mUT
- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 (l|:$%[0
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示例＃1：光栅物体的成像 R V*7? y%3
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1. 摘要 SBj9sFZ
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→ 查看完整应用使用案例 G=[ =[o\
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2. 光栅配置与对准 (c{<JYEC
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3. 光栅级次通道的选择 WVP^C71
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示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 2>E .Q@c
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1. 光栅配置和对准 [OH9/ "
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→ 查看完整应用使用案例 ' (JSU
8s,B,s.
2. 基底处理 i7qG5U
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3. 谐振波导光栅的角响应 CS:"F) at
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4. 谐振波导光栅的角响应 REyk,s2"6
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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 rKlu+/G
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1. 用于超短脉冲的光栅 }Q 7 ~t u
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→ 查看完整应用使用案例 80X #V
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2. 设计和建模流程 9{gY|2R_
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3. 在不同的系统中光栅的交换 [25[c><:w"
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