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2022-05-17 09:44 |
光学系统中的光栅建模——实例讨论
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。 NZ?dJ"eq7
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2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 nd[Ja_h
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单光栅分析 qC3PKlhv6
−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。 =}0$|@ pl
−它有助于分析和可视化光栅的衍射特性，例如衍射角度和效率。 lYey7tl{
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系统内的光栅建模 gGx<k3W^
+|H,N 7a<
−在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 ""m/?TZq'
−这样可以对系统内的光栅进行建模，从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。 NN5 G
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两种建模方法通常可以一起使用，如先优化光栅结构本身，然后将其插入系统。 { R/e1-;
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3. 系统中的光栅对准 B5+$ VQ
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安装光栅堆栈 "
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−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）。 ],vi d1E
−参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 $M~`)UeV_
堆栈方向 #V$sb1u
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 m_FTg)_=
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安装光栅堆栈 fAfB.|cd
- 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）。 l TVz'ys
- 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 $ e.Bz `
堆栈方向 )@] W=
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 #B
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- 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 er2;1TW3E
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横向位置 Fq`@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。 y<#Hq 1
−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。 \Ym!5,^o
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 i[w& !mn%
在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 Yv2L0bUo:
通过组件定位选项。 ywB0
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4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 M'oQ<,yW-
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单光栅分析 n A%8
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- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 7M_GGjP
系统内的光栅建模 07:h4beT
- 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。 )i\foSbB`V
- 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。 +ZV?yR2yn
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 '#~Sb8
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 / Ao.b|mm
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5. 光栅级次通道选择 ~q}]/0-m
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方向 @V@<j)3P
- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 i e7TO{W
衍射级次选择 y5Fgf3P@ju
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 H>"P]Y)oX
- 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。 L Z3=K`gj
备注 ?+$EPaC2
- 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 Eh[NKgYL
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6. 光栅的角度响应 W#wC
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Bm a.Uln
衍射特性的相关性 maV*+!\
- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 SL_JA
- 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。 dQ #oY|a
- 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） z Cu+Oi6
- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 'o7V6KG
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示例＃1：光栅物体的成像 uiWo<}t}{
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1. 摘要 '2{60t_A
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→ 查看完整应用使用案例 *4l6+#W
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2. 光栅配置与对准 SWNT}{x]
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3. 光栅级次通道的选择 tpP68)<ns
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示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 YO;@Tj2)x
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1. 光栅配置和对准 KoFWI_(b
w X.]O!^X~
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→ 查看完整应用使用案例 u/5)Yx+5_
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2. 基底处理 XZ|\|(6Cc
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3. 谐振波导光栅的角响应 u"kB`|| (
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4. 谐振波导光栅的角响应 ~|`jIqU
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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 ]?hlpL
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1. 用于超短脉冲的光栅 .H5^ N\V|
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→ 查看完整应用使用案例 oh >0}Gc8
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2. 设计和建模流程 FX/f0C3CK
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3. 在不同的系统中光栅的交换 }yM!o`90
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