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2022-10-19 08:30 |
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。 T}
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2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 5NBV[EP
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单光栅分析 kTKq/G,Ft
−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。 sPd Gw~{
−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。 PxF <\pu&
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系统内的光栅建模 ~L]|?d"
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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。 k")R[)92b?
−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。 KgV3j]d
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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。 z25lZI" X`
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3. 系统中的光栅对准 Ku WWUjCE
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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）。 "ZHW2l Mf
−参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 _4TH4~cY
堆栈方向 ktI/3Mb@
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 Xf0M:\w=M
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安装光栅堆栈- 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）。 XXbqQhf
- 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 堆栈方向 N03G> fZ
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。- 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 F1 iGMf-8
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横向位置 FSU ttg"
−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。 OF%B[h&
−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。 pp.6Ex
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−光栅的横向位置可通过一下选项调节 Jwj%_<
在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 6Z#\CixG
通过组件定位选项。 lJ+0P2@h*
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4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 Q F-LU
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单光栅分析 :}r.
- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 SaC d0. h
系统内的光栅建模 q ud\ K+
- 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。 Bt1p'g(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。 .U"8mP=&
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 wtmB+:I
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5. 光栅级次通道选择 p(PMZVV`
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方向 d cL A1sN,
- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 (
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衍射级次选择 ?I/qE='*
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 |X,|QC*7?
- 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。 ZeUvy IG
备注 $B kubWM
- 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 uA,>a>xYI
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 `Q+ (LBP
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6. 光栅的角度响应 MS>t_C(
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衍射特性的相关性 Rp*R:3
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- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 SfJA(v@E
- 对于不同的波长/偏振，衍射效率也不同，并且对于不同的入射角，衍射效率也不相同。 zrR`ecC(b
- 为了解决与角度有关的衍射行为，可能需要指定k域中的采样点（等效于角度空间） F 6o_ b4l
- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 GiP`dtK
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示例＃1：光栅物体的成像 "]oO{'1X
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1. 摘要 f MGbODAvY
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2. 光栅配置与对准 cTD!B% x
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3. 光栅级次通道的选择 # 6AFdNy
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示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 JC}f-%H?K
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1. 光栅配置和对准 |o2sbLp
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2. 基底处理 H;U)b{
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3. 谐振波导光栅的角响应 6*qL[m.F[o
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4. 谐振波导光栅的角响应 t~e< z81p
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示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 #Hvq/7a2R
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1. 用于超短脉冲的光栅 `C_jP|[e
K]qM~v<A
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E]J:~H'Er
(faK+z,*6R
2. 设计和建模流程 rUlS'L;$"
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3. 在不同的系统中光栅的交换 uk9g<<3T
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