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infotek 2026-09-07 11:31

光学系统中的光栅建模——实例讨论

1. 摘要 e*}zl>f  
'M"z3j]m-,  
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。 ?(=|!`IoO  
KUZi3\p9W>  
<9fXf*  
JL87a^ro  
2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 mgx|5Otg  
#2_FM!e  
 单光栅分析 YTefEG]|q  
−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。 %MHL@Nn>e  
−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。 La1:WYt  
:P_h_Tizv  
U%:%. Bys  
 系统内的光栅建模 *P*~CHx>  
iw,uwh|L  
−在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 *>=tmW;%  
−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。 K _VIk'RB  
#0<pRDXj  
EWDsBNZaI  
z]8Mv(eL  
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。 f<bB= 9J  
*g+ ZXB  
3. 系统中的光栅对准 \UK}B  
aF?_V!#cT  
Q"FN"uQ}x  
 安装光栅堆栈 Jl\xE`-7  
−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)。 @QmN= X5  
−参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 lF(v<drkB  
 堆栈方向 qWr=Oiu  
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 45.ks.  
AJi+JO-  
q$" u<  
ENhLonM eV  
R&W%E%uj  
 安装光栅堆栈 -M=BD-_.h  
- 为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。 akbB=:M,x  
- 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 O.Pp*sQ^  
 堆栈方向 ^ou)c/68aQ  
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 1r> ]XhRFZ  
- 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 q("XS  
KU$,{Sn6@  
8+w*,Ry`  
_=I1  
f u\j  
 横向位置 7(o`>7x*  
−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。 +C!GV.q[  
−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。 K]$PRg1| 3  
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 }b54O\,  
 在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 *.nSv@F  
 通过组件定位选项。 >A{Dpsi\  
UeFJ5n'x:  
-hnNa A  
4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理
kB@gy}  
r*b+kSh  
m@kLZimD  
 单光栅分析 vcQl0+&  
- 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 [(*Eg!?W=  
 系统内的光栅建模 7#j.y f4  
- 但是,任何现实的光栅结构都放置在基底上,使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 zl8M<z1`1  
- 平面建模考虑了菲涅耳损耗,但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 Nxt:U{`T'  
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 *D%w r'!>  
b EcN_7  
%7mGMa/  
H}GGUE&c*  
5. 光栅级次通道选择 B \R X  
5XX)8gAo  
m BvO<?ec  
 方向 .:&`PaMt  
- 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 J(}PvkA  
 衍射级次选择 c?CfM>  
- 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 ' 8)kFR^9  
- 并非总是需要考虑所有衍射级,建议仅使用感兴趣的衍射级。 ~-vCY  
 备注 >Du=(pB  
- 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 yH" i5L9  
Q SF0?Puf  
AjEy@ /  
&=)O:Jfa  
6. 光栅的角度响应 l9uocP:D  
4Lg ,J9  
 I\_2=mL  
 衍射特性的相关性 99*k&mb  
- 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 py\:u5QS  
- 对于不同的波长/偏振,衍射效率也不同,并且对于不同的入射角,衍射效率也不相同。 `,SL\\%u  
- 为了解决与角度有关的衍射行为,可能需要指定k域中的采样点(等效于角度空间) j=T8 b  
- 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 d`rZgY  
U)f('zD  
=| T^)J  
|HT7m5tu4  
示例#1:光栅物体的成像 !y XGAg,  
nG4ZOx.*1g  
1. 摘要 5FJLDT2Lg  
M rgj*|  
!`N:.+DT  
zx<PX  
→ 查看完整应用使用案例
&!4E3&+2m  
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2. 光栅配置与对准 `Gv\"|Gn  
   h(yFr/  
\{ | GK  
#pPOQv:~  
/UK?&+1qE  
>?K=l]!(*  
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3. 光栅级次通道的选择 Pa0W|q#?X  
F-zIzzb&O  
Gn4b*Y&M]3  
   <eMqg u  
示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 }*rSg .  
eik_w(xPT  
1. 光栅配置和对准 ,gZp/yJ;  
wipl5O@L  
gmH`XKi\  
v@Eb[7Kq/1  
→ 查看完整应用使用案例 PcA^ jBgGl  
@2. :fK  
2. 基底处理 :|kO}NGM  
w;}5B~).  
bP-(N14x+  
@!oN]0`F;  
3. 谐振波导光栅的角响应 mZB:j]T  
&)6}.$`  
m%u`#67oK  
0qNmao4E_  
4. 谐振波导光栅的角响应 T8\@CV!  
I2HV{1(i  
C zw]5  
   zqt<[=O  
示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 cO{NiRIb  
{sB-"NR`K  
1. 用于超短脉冲的光栅 Bj4c_YBte  
]tu OWR  
GC# [&>L  
Tv7W)?3h  
→
查看完整应用使用案例
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!VIxEu^ke  
2. 设计和建模流程 n:4 0T1: q  
N[O .p]8  
aWimg6q  
6R^F^<<  
3. 在不同的系统中光栅的交换 Txo{6nd/  
gYN;F u-9Z  
TJRp/BP  
EsWB|V>  
文件信息 2|\mBP`ok  
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