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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 VN6h:-&iY
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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。 -i*{8t
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2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 Xy/lsaVskX
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单光栅分析 MG6taOO!
−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。 hDBVL"
−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。 P(AcDG6K
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系统内的光栅建模 }\Kki
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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。 #fdQ\)#q>
−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 p.aM#
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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。 )~@iM.}S2
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3. 系统中的光栅对准 e+416
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安装光栅堆栈 JSO'. [N
−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）。 q8 jI
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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。 sUl/9VKl
堆栈方向 =?9z6=
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 BuwJR
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安装光栅堆栈 Km/#\$|}
- 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）。 d^-sxl3}
- 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 x ,LQA0
堆栈方向 )GgO=J:o
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 bSbUf%LKt
- 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 WB Oebv
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横向位置 6,J:sm\
−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。 h4N%(?7
−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。 svT1b'=\$I
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 IgxZ_2hO
在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 fwWE`BB
通过组件定位选项。 ? ?MF8 uv
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4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 @20~R/vh
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单光栅分析 %+A z
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- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 Zcq 4?-&
系统内的光栅建模 v8PH(d2{@
- 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。 '5:P,1tW U
- 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。 4pkTOQq_tQ
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 3 jaY\(`%h
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5. 光栅级次通道选择 Po+tk5}''5
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方向 9[L@*7A`m
- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 NEY
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衍射级次选择 wl Y6h4c
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 $
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- 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。 ,pc\
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备注 JsA9Xdk`
- 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 #!h +K"wX
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6. 光栅的角度响应 0'{`"QD\IW
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衍射特性的相关性 RR 8Z 9D;
- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 KPT@I3P
- 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。 Sn _zhQxG
- 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） 1|PmZPKq9n
- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 OP-%t\sj>
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示例＃1：光栅物体的成像 rX8EXraO
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1. 摘要 qZ39T TQ*p
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→ 查看完整应用使用案例 ]:Q7Gys
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2. 光栅配置与对准 CwV1~@{-
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3. 光栅级次通道的选择 Qbc62 qFu!
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示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 J6!t"eB+
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1. 光栅配置和对准 3xW;qNj:!l
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→ 查看完整应用使用案例 ,u}n!quA
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2. 基底处理 ax0:v!,e
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3. 谐振波导光栅的角响应 u1 u u_*
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4. 谐振波导光栅的角响应 Q#@gOn=W\
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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 ou44vKzS
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1. 用于超短脉冲的光栅 6e@
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→ 查看完整应用使用案例 tR5zlm (}
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2. 设计和建模流程 `8F%bc54iw
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3. 在不同的系统中光栅的交换 " 7!K'i
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