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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。 iq#Z\ Y(
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2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 D+V^nCcx%
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单光栅分析 ~VOmMw4HV
−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。 l},%g%}iMU
−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。 6T-(GHzfHJ
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系统内的光栅建模 wv<"W@& 9
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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。 pr2d}~q4{
−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。 'B C- 'Ot
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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。 V;m3=k0U
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3. 系统中的光栅对准 L{42 ?d
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安装光栅堆栈 N5_v}<CN
−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）。 4avM:h
−参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 gnv4.f:
堆栈方向 u*M*Wp Y
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 (HTVSC%=
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安装光栅堆栈 M! s&<Bi
- 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）。 a^2?W
- 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 mBNa;6w?{*
堆栈方向 +h
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- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 |h#mv~cF
- 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 h\1 _$ac
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横向位置 ? 0%lB=qQ
−对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时，必须考虑光栅的横向位置。 M?_VYK
−例如，激光束（紧密地）聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上，效果可能会大不相同。 '\9A78NV{;
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 r6^DD$X
在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 Dr ;@)
通过组件定位选项。 4Ld0AApncy
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4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 [p]Ayo$~
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单光栅分析 I3SLR
- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 VQX#P<
系统内的光栅建模 d=xweU<
- 但是，任何现实的光栅结构都放置在基底上，使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 E;h#3
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- 平面建模考虑了菲涅耳损耗，但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 7Npz
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- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 bJ9>,,D
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5. 光栅级次通道选择 W1Ht8uYG3
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方向 nk v zv
- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 BM:j e(*p
衍射级次选择 z7J#1q~:yY
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 n2$*Z6.G
- 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。 O10h(Wg
备注 bGD V9su
- 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 Zr`:A$
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6. 光栅的角度响应 _pW\F(+8
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衍射特性的相关性 eRD s?n3F
- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 IX -i r
- 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。 sHKT]^7
- 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） A`IE8@&Z'
- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 t + Fm?
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示例＃1：光栅物体的成像 7j{SCE;
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1. 摘要 Da aLRMQ=
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→ 查看完整应用使用案例 'R? ;T[s%
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2. 光栅配置与对准 {R]4N]l>
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3. 光栅级次通道的选择 b?qtT ce
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示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 $D\SueZ
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1. 光栅配置和对准 4)i/B9 9k
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→ 查看完整应用使用案例 m^% [
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2. 基底处理 PL[7|_%
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3. 谐振波导光栅的角响应 7;+:J;xf66
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4. 谐振波导光栅的角响应 ci <`* >l
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示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 Yu>VW\Fb
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1. 用于超短脉冲的光栅 X~T"n<:a>
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→ 查看完整应用使用案例 j
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2. 设计和建模流程 gT 22!
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3. 在不同的系统中光栅的交换 E9!u|&$S
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