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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 iqYc& }k,
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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}+A)7m A
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2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 ;?9~^,l
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单光栅分析 Zup?nP2GkT
−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。 L2%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。 .>e~J+oL
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系统内的光栅建模 ufOaD7
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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。 s+11) ~
−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。 1GxYuTZ{
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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。 @lI/g
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3. 系统中的光栅对准 t z{]H9
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安装光栅堆栈 W~4|Z=f
−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）。 vL7}0n>tz
−参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 }m?L/Y'}
堆栈方向 rRW&29A
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 |(N4x(xl
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安装光栅堆栈 o0q{:An_Z
- 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）。 &uM?DQ`o8
- 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 S@_GjCpn
堆栈方向 H >B:jJf
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 bCsQWsj^NW
- 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 'D
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横向位置 b4Z#]o
−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。 f%af.cR*
−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。 "^\ 4x I
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 SE\`JGA[
在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 v1: 5 r
通过组件定位选项。 `is6\RH
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[attachment=120364]
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4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 @!-= :<h
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单光栅分析 NXV %j},>
- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 y ^YrGz.
系统内的光栅建模 e2;"> tp6?
- 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。 g+f{I'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。 sx9 N8T3n
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 UuN(+&oD-
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[attachment=120365] T+\BX$w/4e
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5. 光栅级次通道选择 ) , n?"
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方向 6Cibc .vt
- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 (T@ov~ @
衍射级次选择 YpiSH(70`
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 I(2ID +
- 并非总是需要考虑所有衍射级，建议仅使用感兴趣的衍射级。 _PuMZjGL
备注 re<"%D
- 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 {#7 t(:x
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6. 光栅的角度响应 XVY^m}pMe
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衍射特性的相关性 ]^s4NXf+
- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 f1 JvP\I0Q
- 对于不同的波长/偏振，衍射效率也不同，并且对于不同的入射角，衍射效率也不相同。 PoC24#vS
- 为了解决与角度有关的衍射行为，可能需要指定k域中的采样点（等效于角度空间） }ts?ZR^V,
- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 JAgec` T%
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示例＃1：光栅物体的成像 ,Qp58u2V
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1. 摘要 2(UT;PSI
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[attachment=120368] 0evG
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→ 查看完整应用使用案例 z2-=fIr.h
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2. 光栅配置与对准 |gT$M _}
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3. 光栅级次通道的选择 n`CmbM@@
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示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 ~bg FU
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1. 光栅配置和对准 Dj?9 5Z,r
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9-9`;Z
→ 查看完整应用使用案例 nJrV
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2. 基底处理 {DAwkJvb]
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[attachment=120374] M7UVL&_z%
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3. 谐振波导光栅的角响应 :;rd!)5
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4. 谐振波导光栅的角响应 ZCV&v47\p_
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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 !%sj- RMvG
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1. 用于超短脉冲的光栅 u:<%!?
,253'53W)
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→ 查看完整应用使用案例 e CdMDSFO3
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2. 设计和建模流程 |G!-FmIK
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[attachment=120378] 3/P2&m
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3. 在不同的系统中光栅的交换 %E,s*=j
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