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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 U(8I+xZ
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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。 1 =- X<M75
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2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 F ^[M
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单光栅分析 L5TNsLx (
−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。 64;oB_
−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。 WMRYT"J?N]
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系统内的光栅建模
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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。 _TV2)
−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。 vl>_e
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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。 0 [*nAo
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3. 系统中的光栅对准 {Nzmb|&
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安装光栅堆栈 %kaTQ"PB
−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）。 tOu90gu
−参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 M ^ 0w/
堆栈方向 ^p'D <!6sK
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 K[`4vsE
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安装光栅堆栈 >Lo6='G
- 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）。 W ??;4
- 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 k4]R]=Fh.
堆栈方向 ksxO<Y
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 w}]3jc84
- 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 ZA 99vO
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横向位置 c"oQ/x
−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。 2_ 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。 b tr x?k(
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 bw<~R 2[
在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 ]JhDRJ\
通过组件定位选项。 <S:,`v&Z
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[attachment=120364] 64IeCAMVo
4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 #! K~ _DL
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单光栅分析 >=]NO'?O
- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 Pl y2DQr
系统内的光栅建模 =1uj1.h
- 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。 'T #<OR
- 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。 s%0[DO3NV
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 $!
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5. 光栅级次通道选择 7,&3=R <
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方向 0t/z "
- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 @EH4N%fH
衍射级次选择 ZJ{+_ax0K
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 "' i [~
- 并非总是需要考虑所有衍射级，建议仅使用感兴趣的衍射级。 Z_hBd['!
备注 fmT3Afl5c
- 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 ]#WX|0''^
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6. 光栅的角度响应 lD+y, ";
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衍射特性的相关性 ^LQ lfd
- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 ES2d9/]p-
- 对于不同的波长/偏振，衍射效率也不同，并且对于不同的入射角，衍射效率也不相同。 u3 ri6Y`
- 为了解决与角度有关的衍射行为，可能需要指定k域中的采样点（等效于角度空间） "S:NU .c?
- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 [fJFH^&?hr
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示例＃1：光栅物体的成像 ybuSqFy`$
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1. 摘要 lhvZ*[[<)
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→ 查看完整应用使用案例 |^&2zyUj/
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2. 光栅配置与对准 2l}Fg D
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3. 光栅级次通道的选择 "Qm~;x2kB
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示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 vpr @
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1. 光栅配置和对准 ;@;ie8H
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→ 查看完整应用使用案例 Ss#{K;
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2. 基底处理 +^3L~?
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3. 谐振波导光栅的角响应 fw ~%^*
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4. 谐振波导光栅的角响应 o9SfWErZ
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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 oDiv9 jm
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1. 用于超短脉冲的光栅 VlXy&oZ
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→ 查看完整应用使用案例 yA )+-
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2. 设计和建模流程 YyBq+6nq5
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3. 在不同的系统中光栅的交换 :zy'hu;
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