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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 {V$|3m>:*
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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。 w?k>:,'[
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[attachment=120359] B p`]
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2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 i ,E{f
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单光栅分析 k,E{C{^M
−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。 y'~U%,ki6
−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。 YY((V@|K
>:S?Mnv6
[attachment=120360] \y)rt )
系统内的光栅建模 T/G z94c
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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。 !N7s dY
−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。 YpZ +n*&+
DV+xg3\(>1
[attachment=120361] $@Rxrx_@M
Y E s &
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。 g\(G\ tnu>
uK#4(eY=W
3. 系统中的光栅对准 DiScFx |rE
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安装光栅堆栈 nntuLuW
−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）。 ?(y*nD[a
−参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 c74.< @w
堆栈方向 =J]]EoX/
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 z8~NZ;A
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[attachment=120362] k\YG^I
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安装光栅堆栈 a
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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）。 c9'vDTE%~
- 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 :P\7iW
堆栈方向 6BHXp#
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- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 +L| ?~p`V
- 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 G<8/F<m/
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[attachment=120363] Sh~dwxp*"
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横向位置 -M~:lK]n
−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。 .fFCC`&T
−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。 eRst D>r
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 U q,^Wy
在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 }wjw:M
通过组件定位选项。 ;Ax
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[attachment=120364] gA+qC7=p$
4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 ` $<.pOm
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单光栅分析 mPK:R^RjG&
- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 eIEeb,#i
系统内的光栅建模 E *6C w
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- 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。 qI9z;_,gNz
- 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。 I H&|Tcf\
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 nH'e?>x~e
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[attachment=120365] b:m88AG
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5. 光栅级次通道选择 4Zddw0|2
GL0L!="!
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方向 d-ZJL6-
- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 SC!RbW@3
衍射级次选择 c(E{6g?
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 $q{!5-e
- 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。 *NaB#;+|k`
备注 &|ex`nwc 0
- 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 Jbg/0|1
t?&|8SId
[attachment=120366] 1..+F0U
9Cp-qA%t
6. 光栅的角度响应 [z\$?VJspQ
q=m'^
,gPS
$am$ EU?s
衍射特性的相关性 be Ga#JH,
- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 E h vX)s
- 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。 mzKiO_g}
- 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） E \EsWb
- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 OU.6bmWy|
J#(LlCs?@c
[attachment=120367] mh #a#<
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示例＃1：光栅物体的成像 IGQFtO/x
7`Ak) F: V
1. 摘要 rJT a
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[attachment=120368] eA ? RK.e
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→ 查看完整应用使用案例 FUb\e-Q=
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2. 光栅配置与对准 X-Kh(Z
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[attachment=120369] RJ&RTo
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[attachment=120370] (OL4Ex' ]
[attachment=120371] T2W eE@o
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3. 光栅级次通道的选择 djG*YM\B
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[attachment=120372] # x60xz
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示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 UnV.~ u~
=v&hWj P
1. 光栅配置和对准 7U"g3 a)=
5H9z4-i x?
[attachment=120373]
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→ 查看完整应用使用案例 "m8^zg hL
CwzZ8.o$i
2. 基底处理 &` r-.&Y
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[attachment=120374] & h)yro
4.aZ# c91_
3. 谐振波导光栅的角响应 v{N`.~,^
*OsQ}onv
[attachment=120375] Y\P8 v
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4. 谐振波导光栅的角响应 |aS.a&vwR
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[attachment=120376] xm~ `7~nFR
ksUcx4;a@F
示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 k]|~>9eY]
J!(<y(l
1. 用于超短脉冲的光栅 7xlkZF
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[attachment=120377] ET*SB
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→ 查看完整应用使用案例 q YQl,w
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2. 设计和建模流程 J*A,o~U|
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[attachment=120378] _;y9$"A
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3. 在不同的系统中光栅的交换 Q3~H{)[Kq
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[attachment=120379]
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