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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 zn
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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。 [ .j]V-61
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[attachment=120359] nx-1*
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2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 :'y{dbKp"
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单光栅分析 Wm)-zvNY;
−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。 4e+BqCriC*
−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。 B6ed,($&
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[attachment=120360] '<%Nw-
系统内的光栅建模 qE0FgqRB
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−在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 eu}Fd@ GO
−这样可以对系统内的光栅进行建模，从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。 %6A-OF
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[attachment=120361] 2y+70(E1
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两种建模方法通常可以一起使用，如先优化光栅结构本身，然后将其插入系统。 m<4s*q0\i
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3. 系统中的光栅对准 Kc%n(,+%"
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安装光栅堆栈 |66m` <
−为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。
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−参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 bQwdgc),s{
堆栈方向 wJ+U[a
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 vpm ]9>1[
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[attachment=120362] w"cM<Ewu
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安装光栅堆栈 #PPR "w2g
- 为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 qyg*n>nt
- 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 3sZ,|,ueD
堆栈方向 }RcK_w@Jx)
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 J` w]}GlH
- 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 I*D<J$ 9N
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横向位置 /Q?~Q0{)es
−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。 aS,a_b]
−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。 +0]'| t F>
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 !|B3i_n
在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 b.#^sm//
通过组件定位选项。 %_R$K#T^,
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4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 79D=d'e A
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单光栅分析 @l'G[jN5
- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 E;6~R M:
系统内的光栅建模 {3hqp*xl
- 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。 qAqoZMpI|;
- 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。 eGLO!DdxZ
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 >;)2NrJV
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[attachment=120365] ]nUR;8
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5. 光栅级次通道选择 wW-A b
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方向 *z q .C
- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 C\ vC?(n
衍射级次选择 #+9rjq:v#]
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 *C\(w L
- 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。 ;{k= C2
备注 czI{qi5N
- 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 )!e3.C|V1W
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[attachment=120366] ~\$=w10
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6. 光栅的角度响应 6B#('gxO
)u;JwFstX
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衍射特性的相关性 Bz+.Qa+
- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 7{ pIPmJ
- 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。 # :#M{1I
- 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） f])M04<
- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 bDDqaO , 8
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[attachment=120367] 86%%n?"}
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示例＃1：光栅物体的成像 1AF%-<`?s
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1. 摘要 %x2 uP9
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[attachment=120368] RNTa XR+Zn
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→ 查看完整应用使用案例 KY$k`f6?P
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2. 光栅配置与对准 := <0=JE#
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[attachment=120371] ~U$":~H[
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3. 光栅级次通道的选择 %<} <'V0
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示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 S`m,S4-eD
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1. 光栅配置和对准 *%!M4&
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[attachment=120373] f+x ;:
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→ 查看完整应用使用案例 M:|8]y@
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2. 基底处理 `G!M>h@
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3. 谐振波导光栅的角响应 E.`6oX\L|
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4. 谐振波导光栅的角响应 'T,c.Vj)
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[attachment=120376] RWKH%C[Yd
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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 O _;Dk W
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1. 用于超短脉冲的光栅 XNehPZYS
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[attachment=120377] v^N`IJq
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→ 查看完整应用使用案例 }%TPYc
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2. 设计和建模流程 )Si2 u5
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[attachment=120378] Y?K{(szo ?
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3. 在不同的系统中光栅的交换 [ "3\eFg
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