| infotek |
2023-09-20 08:22 |
光学系统中的光栅建模——实例讨论
1. 摘要 ww_gG5Fc$ lO Rym:P 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。 NaR/IsN8% !zd]6YL$ [attachment=120359] 1nt VM+ 4!Cu>8B 2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 TTJFF\$? #~
:j< =o 单光栅分析 63J_u-o −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。 !zhg3B#p −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。 |Ew~3-u! $*%ipD}f [attachment=120360] Yt 9{:+[RK 系统内的光栅建模 }\9elVt'2 R::0.*FF −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 ^[7ZB mS −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。 -|?I'~[#( Kc6p||< [attachment=120361] 'w'PrM,: Q:
H`TSR] 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。 y?ps+ce93 lw.4O^ 3. 系统中的光栅对准 ( 1 L9K; (BB&ZUdyv A]z~Dw3
安装光栅堆栈 /EN3>25"# −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)。 |C \%H R −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 h)W?8XdM 堆栈方向 $R\D[`y| −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 <Ae1YHUY x1gf o!BN [attachment=120362] &a'H vQV #E[{ _TB,2 R 安装光栅堆栈 *PXlbb - 为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。 xKilTh_.6 - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 7O_@b$Q 堆栈方向 j89C~xP6 - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 Mr5E\~K>s - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 D{Zjo)&tF' 7e{w)m:A [attachment=120363] ,rvw E >)/,5VSE c$cb2V7, 横向位置 "T*Sg −对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时,必须考虑光栅的横向位置。 j}0W|* −例如,激光束(紧密地)聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上,效果可能会大不相同。 `N+A8 −光栅的横向位置可通过一下选项调节 9t
3mU: 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 a/9R~DwN 通过组件定位选项。 u7rA8u|TO P1<Y7+n [attachment=120364] a(+.rf; 4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 ZT
UaF4k j PT9,R^2T! ZnX]Q+w 单光栅分析 3?Ml]=u - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 YbMeSU/sX 系统内的光栅建模 q/
x(:yol - 但是,任何现实的光栅结构都放置在基底上,使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 "bO\Wt#Mf - 平面建模考虑了菲涅耳损耗,但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 4LO U[D - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 @yBg)1AL x%acWeV5 [attachment=120365] ;#3l&HRKH1 *O>OHX 5. 光栅级次通道选择 ogcEv>0 `$IuN* JGP<'6"L$ 方向 &WSxg&YG)\ - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 (dOC ^i 衍射级次选择 W`baD!* - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 jv:!vi: - 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。 %/l9$>{ 备注 W/(D"[:l% - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 Cu5fp.OS7 ^DL}J>F9G [attachment=120366] s
"KPTV L* k[Vc 6. 光栅的角度响应 Dg^n`[WO \a:#e%]qz9 Y\7>>? 衍射特性的相关性 R3nCk-Dq - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 XcOfQs - 对于不同的波长/偏振,衍射效率也不同,并且对于不同的入射角,衍射效率也不相同。 tb^8jC - 为了解决与角度有关的衍射行为,可能需要指定k域中的采样点(等效于角度空间) %9,: - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 oCE=!75 T#;W5<" [attachment=120367] `Yk~2t"V ].W)eMC*c( 示例#1:光栅物体的成像 ` ZO#n uSZCJ#'G 1. 摘要 p2]@yE7w +.Pv:7gh [attachment=120368] +mM=`[Z`?? /.Yf&2X\ → 查看完整应用使用案例 6jv_j[[ Lu.D,oP 2. 光栅配置与对准 ?hpT"N,hF9 U(lcQC`$ [attachment=120369] g@IV|C(*0 9`83cL [attachment=120370] BCDmce`=l [attachment=120371] lHRs3+ Lk?%B)z 3. 光栅级次通道的选择 m5!~PG:_
EV1x"}D A_ [attachment=120372] qJjXN+/D iFJ2dFA 示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 ~}uv4;0l] N_dHPa 1. 光栅配置和对准 .YV{w L@cB PI
KQ}aq= [attachment=120373] fkLI$Cl lSMv9:N → 查看完整应用使用案例 ?hqHTH:PU kEQ1&9 2. 基底处理 AYhWeI+ #w%d [attachment=120374] 3Go/5X/ `Aa}q(}k 3. 谐振波导光栅的角响应 t)#8r,9c [}xVz"8 V [attachment=120375] #Tc]L<." T1$fu(f 4. 谐振波导光栅的角响应 b3/@$x< j@N z [attachment=120376] V=$pXpro% F52%og~N 示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 9((BOq 5yOIwzr&Uu 1. 用于超短脉冲的光栅 }BF!!* wM$N#K@ [attachment=120377] 1M1|Wp I5nxY)v → 查看完整应用使用案例 j6!C/UgQ :;Lt~:0b~ 2. 设计和建模流程 d=`a-R0 ;rgg O0Y [attachment=120378] d#-scv}s5 /
.wO<l= 3. 在不同的系统中光栅的交换 sj9j47y l*r8.qp [attachment=120379]
|
|