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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 Ba Xf=RsZ
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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。 /4 %ycr6
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2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 atYe$Db
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单光栅分析 Eq/oq\(/6
−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。 M) Z3q
−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。 ~=i<O&nai
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系统内的光栅建模 M#o'h c
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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。 j 5~nLo2
−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。 f Ua[3)I
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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。 3JXKp k?
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3. 系统中的光栅对准 ! [3l
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安装光栅堆栈 _8 ubo\M~
−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）。 ZxU3)`O
−参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 6
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堆栈方向 5rlZ'>I.
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 1 ILA Utf)
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安装光栅堆栈 ;|AyP
- 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）。 hYY-Eq4TC
- 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 D9;s%
堆栈方向 st-I7K\ v
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 M $MFUGS'
- 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 SnFAv7_
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横向位置 3 Q~zli:
−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。 +?bjP6w_g
−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。 :,1 kSM%r
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 Mv7=ZA m
在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 ,@r 0-gL
通过组件定位选项。 ;`:A(yN]T
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4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 0S$6j-"
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单光栅分析 $E h:m&hq
- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 7]lUPLsl
系统内的光栅建模 KxUO=v<u
- 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。 ],xvhfZ"dn
- 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。 .kZ<Q]Vk
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 pu,|_N[xq8
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[attachment=120365] RE.t<VasP
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5. 光栅级次通道选择 <jIuVX
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方向 FN"Ye*d
- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 :3.!?mOe2
衍射级次选择 }^]TUe@a
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 WI \jm&H r
- 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。 NZ:KJ8ea"
备注 7O\ Qxc\
- 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 ">x" BP
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6. 光栅的角度响应 VkZ3 Q7d
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衍射特性的相关性 U B3hC`N \
- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 )2: ,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。 HA]5:ck
- 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） pv@w 8*
- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 Z@6xu;O
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示例＃1：光栅物体的成像 a|kEza,]
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1. 摘要 [,Fu2j]
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→ 查看完整应用使用案例 Bnh*;J0
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2. 光栅配置与对准 >\'gI I s
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3. 光栅级次通道的选择 b0uWUI(=
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示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 ?9Sc KN
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1. 光栅配置和对准 k`NXYf:
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→ 查看完整应用使用案例 As>P(
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2. 基底处理 h]DzX8r}
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3. 谐振波导光栅的角响应 9@wmngvM*Y
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4. 谐振波导光栅的角响应 [ ]42$5eof
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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 %nhE588xf
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1. 用于超短脉冲的光栅 o?S!o}
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→ 查看完整应用使用案例 T[%@B"
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2. 设计和建模流程 @waY+sqt=
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3. 在不同的系统中光栅的交换 ?JMy
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