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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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    光币
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    光券
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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。 n'v[[bmu  
    <s2IC_f<+  
     m ,,-rC  
    ?P ,z^  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 y/h~oGxy  
    b/5?)!I  
     单光栅分析 Ovv~ymj  
    −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。 e3"GC_*#  
    −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。 Oj\lg2Ck  
    q|b#=Af]g  
    QUVwO m  
     系统内的光栅建模 [0El z@.C  
    M9HM:  
    −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 !fZ\GOx  
    −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。 U8-#W(tRR  
     *?Nrx=O*  
    CO%7^}xSE,  
    K>l$Y#x}k  
    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。 w&hgJ  
     VUxuX5B3M  
    3. 系统中的光栅对准 $[T^ S  
    *%7[{Loz  
    ^Wo/vm*]  
     安装光栅堆栈 9cp-Rw<tI  
    −为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 jB!p,fqcb  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 q.U` mtS  
     堆栈方向 t,#7F$t  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 {mrTpw  
    $~!%Px)  
    F{0Z  
    VdjS\VYe,  
    Qn(2UO!pD  
     安装光栅堆栈 bGOOC?[UX  
    - 为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 @X+m,u  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 _VGAh:v  
     堆栈方向 0_q8t!<xJw  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 uf]S PG#/D  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 H?*EQK`7?0  
    B(7oHj.i2  
     1fm4:xHH  
    Q^prHn*@  
    Q@?8-  
     横向位置 C]414Ibi  
    −对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时，必须考虑光栅的横向位置。 < aJl i   
    −例如，激光束（紧密地）聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上，效果可能会大不相同。 x? tC2L  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 _8A  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 !iA 3\Ai"  
     通过组件定位选项。 Z<L}ur  
    ]6L;   
    N;4bEcWjp  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     1AQVj]#S  
    mivb}cKM  
    6!zBLIYFI  
     单光栅分析 fb-Lp#!T39  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 |0ATH`{  
     系统内的光栅建模 3n;>k9{  
    - 但是，任何现实的光栅结构都放置在基底上，使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 uzg(C#sp  
    - 平面建模考虑了菲涅耳损耗，但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 3.+TM]RYN  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 [p3{d\=*?  
    v e($l"T  
     vZ,DJ//U,  
    `NYu|:JK:  
    5. 光栅级次通道选择 60,z!Vv  
    2(LF @xb  
    @W}cM  
     方向 -!;2?6R9{  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 H3-(.l[!b)  
     衍射级次选择 B-^r0/y;  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 _D~l2M  
    - 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。 9<n2-l|)  
     备注 @<kY,ox@~  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 oCfO:7  
    5.ibH  
     -Zq\x'  
    J,4,#2M8  
    6. 光栅的角度响应 hr$Wt ?B  
    3LGX ^J<f  
    fF6bEJl3  
     衍射特性的相关性 '8%jA$o\g  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 !LI6_Oq  
    - 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。 r$[`A_  
    - 为了解决与角度有关的衍射行为，可能需要指定k域中的采样点（等效于角度空间） '41'Gn  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 aeZ$Wu>]W  
    YI+ clh;%9  
     "&Hr)yyWG  
    0JFS%Yjw[  
    示例＃1：光栅物体的成像 riR(CJ}Ff  
     +YZ*>ki  
    1. 摘要 0N;~(Vt2  
    hL4T7`  
     mR["xDHD  
    /H4Z.|@  
    → 查看完整应用使用案例     n%|og^\0  
    cWtuI(.  
    2. 光栅配置与对准 T@wgWE<0y_  
       rn^cajO^  
    vB74r]'F  
    |I[/Fl:  
     d| #&j. "  
    vf&_ N  
     Qb%o%z?hee  
    3. 光栅级次通道的选择 p{ Xde   
    }7non  
     dx@|M{jz'  
       SzP`(}AU  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 f=k_U[b4>  
      `j1oxJm  
    1. 光栅配置和对准 |\zzOfaO  
    fmq''1u  
     }!Y=SP1e  
    l~]D|92  
    → 查看完整应用使用案例 <Y]e  
     ;NOmI+t0w&  
    2. 基底处理 .k:heN2-x  
    },n?  
     qk~m\U8r  
    nb<e<>L  
    3. 谐振波导光栅的角响应 >?Duz+W)  
    IM% ,A5u  
     iYZn`OAx  
    %afN&T  
    4. 谐振波导光栅的角响应 F r!FV4  
    oXjoQ  
     vgE -t  
       h;@c%Vm  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 C}#$wge  
     wn^#`s!]U  
    1. 用于超短脉冲的光栅 e)= " Fq!  
    cYp/? \  
    :YQI1 q[6  
    It7R}0Smg  
    →     查看完整应用使用案例     UX+vU@Co[  
    %x.du9  
    2. 设计和建模流程 0kSM$D_  
    Q^;:Kl.b  
     qA;Gl"HF  
    ;4U"y8PVTh  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 LSo*JO6  
    ta6>St7.  
     jST4O"DjM  
     
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