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    [技术]光学系统中的光栅建模——实例讨论 [复制链接]

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    离线infotek
    科学家
     
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2022-05-17
    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。 K0_gMi+bR  
    Uavl%Q  
     $-Ex g*i  
    i>,AnkI&  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 M-@X&b m,S  
    rIJPgF  
     单光栅分析 k_,& Q?GtU  
    −通过主窗口“光栅”菜单，可以进入仅针对光栅的特殊评估环境。 (DY[OIHI  
    −它有助于分析和可视化光栅的衍射特性，例如衍射角度和效率。 ^iJyo&I  
    %b<W]HwA  
    =#[oi3k  
     系统内的光栅建模 dd<l;4(  
    Y 0Fq -H  
    −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 b^C27s  
    −这样可以对系统内的光栅进行建模，从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。 Iq4B%xo6G  
     N'9T*&o+  
    t1o 6;r K  
    AQ@)'  
    两种建模方法通常可以一起使用，如先优化光栅结构本身，然后将其插入系统。 'UWkJ2:!  
     c+e?xXCEAz  
    3. 系统中的光栅对准 5!fYTo|G>  
    RPgz"-  
    pKy4***I3  
     安装光栅堆栈 `62v5d*>a  
    −为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 ^M6lF5  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 Zs=A<[  
     堆栈方向 uf#h~;B  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 kt)Et  
    7]zZdqG&p`  
    +"<+JRI(M5  
    r>peKo[X(  
    {FI*oO1A~  
     安装光栅堆栈 2{63:f1c`'  
    - 为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 #8"oqqYi  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 "%Y=+  
     堆栈方向 X:g5;NT  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 m","m  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 *$-X&.h[  
    0Q&(j7`^@  
     >x;\H(g  
    JOY&YA$U  
    G@`F{l  
     横向位置 oH%[8!#  
    −对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时，必须考虑光栅的横向位置。 [QgP6f]=  
    −例如，激光束（紧密地）聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上，效果可能会大不相同。 px K&aY8  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 sV a0eGc  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 X'PZCg W  
     通过组件定位选项。 zvdut ,6<  
    =b:XL#VA  
     'Y)aGH(  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     mW%8`$rVEO  
    2@6@|jRG  
    XlU\D}zS  
     单光栅分析 e6j1Fa9  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 Mg`!tFe3  
     系统内的光栅建模 M@.S Q@E  
    - 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。 dE_Xd :>  
    - 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。 t!qLgJ5%y  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 :IS?si5|  
    *7h~0%WR  
     rV%T+!n%c  
    l5Bm.H_  
    5. 光栅级次通道选择 M.mn9kw`  
    /o;L,mcx*  
    9hIKx:XCg  
     方向 .<`)`:n+B  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 z:#]P0  
     衍射级次选择 )DXt_leLg  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 ?lsK?>uU  
    - 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。 IHO*%3mA/  
     备注 B~Kx Up  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 H **tMq  
    !t23 _b0  
     B&a{,.m&q6  
    ``WTg4C(Y  
    6. 光栅的角度响应 cWkg.ri-x  
    6AAvsu:  
    H:~p5t  
     衍射特性的相关性 ^~[7])}g6  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 5Z!$?J4Rl  
    - 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。 ~rBFP)  
    - 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） Qt+D ,X  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 )sm9%|.&  
    _R ii19k  
     t`K9K"|k  
    CXrOb+  
    示例＃1：光栅物体的成像 M#'7hm6  
      _'!?fA  
    1. 摘要  +x 3x  
    / (BS<A  
     |:R\j0t  
    :.+w'SEn4M  
    → 查看完整应用使用案例     eVfD&&@  
    ZwMVFC-d  
    2. 光栅配置与对准 S!8<|WO^t  
       CqnHh@]nu  
    >j=ZB3yZ  
    ]%6%rq%9C  
     .4CDQ&B0K  
    &gXL{cK'%  
     V|'@D#\  
    3. 光栅级次通道的选择 SiaNL:  
    0vqH-)}  
     Z {^!z  
       #7 O7O~  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 M +OVqTsFU  
     /+92DV  
    1. 光栅配置和对准 cj2Smgw&>  
    ED>7  
     ?_gvI  
    ]"T157F  
    → 查看完整应用使用案例 QPf\lN/$4d  
     m=6?%' H}  
    2. 基底处理 E"E(<a  
    eQ[akVMk  
     MM32\}Y6  
    7I[[S!((s  
    3. 谐振波导光栅的角响应 R1LirZlzJ  
    IE\RP!  
     nN{DO:_o  
    $=plAi  
    4. 谐振波导光栅的角响应 *,X)tZ6VX  
    %DiQTg7V,  
     Wmd@%K  
       R9A:"sJ  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 @JlT*:Dz  
     %_Vz0 D! 7  
    1. 用于超短脉冲的光栅 !hQ-i3?qm  
    Vl1.]'p_  
    ]  & ]G  
    Zl3l=x h  
    →     查看完整应用使用案例     Ye On   
    V Dnrm*  
    2. 设计和建模流程 2*D2jw  
    m%J?5rR3  
     k H65k (  
    -4QZ/*  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 *x8~}/[T(F  
    q,fp DNo  
     2tK~]0x  
     
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