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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 D4
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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。 rHT8a^MO
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2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 UM| GX
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单光栅分析 :{_Or'L
−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。 ])m",8d&T
−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。 "'t <R}t!A
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系统内的光栅建模 ,=$yvZs4[]
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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。 KS*W<_I
−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。 ` 3pe\s
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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。 J O :m:
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3. 系统中的光栅对准 OUI}jJw+
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安装光栅堆栈 Sw5H+!
−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）。 V9Au\
−参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 }Lb];hww1
堆栈方向 !~ -^s
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 YgM6z K~
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安装光栅堆栈 7DOAG[gH
- 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）。 De>pIN;B>
- 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 Q96g7[
堆栈方向 yt !K|g
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 (a^F`#]
- 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 \F1n Ej
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横向位置 SCGQo .~,
−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。 <}4|R_xY#
−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。 QtN 0|q{af
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 V 8n}"
在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 "K\ Rq+si
通过组件定位选项。 !%Z1" FDm/
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4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 l@j!j]nE
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单光栅分析 |?g2k:fzB7
- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 Pyyx/u+?@
系统内的光栅建模 57[O)5u.+
- 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。 6PPvf D^
- 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。 X0!48fL*
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 {|rwI Re
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5. 光栅级次通道选择 C
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方向 8=2)I.
- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 0;XnNz3&
衍射级次选择 ~+T~}S
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 ")sq?1?X
- 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。 ]\_4r)cN<n
备注 F'*{ Fk
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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 aq yXxJS8
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6. 光栅的角度响应 S8]g'!
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衍射特性的相关性 ] "YG7|E U
- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 BR W
- 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。 =E,*8O]
- 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） z!F?#L5
- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 FD`V39##
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示例＃1：光栅物体的成像 =)T5Y,+rJ
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1. 摘要 Y)!5Z.K
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→ 查看完整应用使用案例 zb 9$
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2. 光栅配置与对准 w-\GrxlbX
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3. 光栅级次通道的选择 ik ofJ l]9
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示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 Y=Bk;%yT=
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1. 光栅配置和对准 0 _%u(?
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→ 查看完整应用使用案例 m+V'*[O{
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2. 基底处理 0h#' 3z<
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3. 谐振波导光栅的角响应 :PjHs Np;^
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4. 谐振波导光栅的角响应 K 72U0}$B
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示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 CFn!P;.!
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1. 用于超短脉冲的光栅 S^~GI$
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→ 查看完整应用使用案例 h*&-[nSo
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2. 设计和建模流程 LUJKR6oT{>
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3. 在不同的系统中光栅的交换 j@Z4(X L
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