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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 xI5 5pj*
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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。 ~EG`[cv
t?L;k+sMM
[attachment=120359] V]tuc s
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2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 <->Nex
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单光栅分析 |G~LJsXW!v
−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。 Wjn1W;m&g
−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。 5m!FtHvm1
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系统内的光栅建模 'due'|#^
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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。 !jL|HwlA
−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。 ,di'279|
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+ pZ, RW.D
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。 ME7jF9d
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3. 系统中的光栅对准 &u( eu'Q3
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安装光栅堆栈 +!6aB |-
−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）。 [x
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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。 AA"?2dF
堆栈方向 3`S|I_$(T"
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 T$5u+4>"
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[attachment=120362]
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安装光栅堆栈 D0 Yl?LU3
- 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）。 G x
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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。 Y u \<
堆栈方向 HgPRz C
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 YhYcqE 8
- 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 sgp5b$2T.
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横向位置 7pMQ1- (
−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&6'sg;n)
−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。 d0ThhO
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 ++n"`
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在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 YUU |!A8x
通过组件定位选项。 AuuZWd
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[attachment=120364] @RGVcfCG)
4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 1ThONrxu
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单光栅分析 ~WXT0-,
- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 6X2>zUHR
系统内的光栅建模 WBD e`
- 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。 MF :]J
- 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。 8 #fz L7
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 $Y.Z>I;
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[attachment=120365] Jlw%t!Kx
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5. 光栅级次通道选择 u3)Oj7cX
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方向 7 zo)t1H1
- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 dzJ\+
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衍射级次选择 PhF.\W b
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 np3 $bqm
- 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。 rvO7e cR"
备注 t
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- 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 09z%y[z
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6. 光栅的角度响应 v
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衍射特性的相关性 Lt ; !q b.
- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 / *3[9,
- 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。 .3W DtVE
- 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） q jcy{@ j
- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 mUW|4zl i}
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示例＃1：光栅物体的成像 .w5#V|
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1. 摘要 . Rt_j
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[attachment=120368] wq &|V
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→ 查看完整应用使用案例 s/ [15
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2. 光栅配置与对准 Z-(#}(HD
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[attachment=120369] DVCO(
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3. 光栅级次通道的选择 :NB|r
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示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 T' O5> e
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1. 光栅配置和对准 +N0V8T%~z.
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[attachment=120373] hgCF!eud
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→ 查看完整应用使用案例 w)I!q&`Y
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2. 基底处理 V0hC[Ilr
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3. 谐振波导光栅的角响应 # fg RF
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[attachment=120375] \ZdV|23
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4. 谐振波导光栅的角响应 S0.
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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 S<^*jheO5
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1. 用于超短脉冲的光栅 (Bs0 /C
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→ 查看完整应用使用案例 h>B >t/k?
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2. 设计和建模流程 /'U/rjb_h{
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[attachment=120378] 9 k.LV/Y
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3. 在不同的系统中光栅的交换 ]>h2h ?2te
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