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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。 W>b\O">  
    K 4{[s z  
     dV*9bDkM/  
    LCHw.  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 NNJQDkO-I  
    cmd7-2  
     单光栅分析 8LuU2Lo  
    −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。 &&"+\^3  
    −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。 K,P`V &m?  
    &a\G,Ma  
    ;uZeYY?   
     系统内的光栅建模 }<'ki ;  
    o##!S6:A  
    −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~O<?@]d  
    −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。 G \$x.  
     b`;&o^7gMO  
    lx ~C{tl2  
    V-63   
    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。 ]2@lyG#<<  
     3?!c<^"e  
    3. 系统中的光栅对准 rTST_$"_6  
    1@~ 1vsJ  
    Y%zWaH  
     安装光栅堆栈 Y|KT3  
    −为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。  Tx'anP  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 .^ba*qb`{  
     堆栈方向 md/h\o&  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 -BwZ  
    UMPW<> z  
    tq*6]q8c>  
    :j32 :/u  
    6y{CM/DC  
     安装光栅堆栈 q[. p(6:  
    - 为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 LMp^]*)t  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 * COC&  
     堆栈方向 D|vck1C5,  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 e%=SgXl2t  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 LGYg@DR  
    G//hZwf0  
     N{a=CaYi+  
    [mG!-.ll  
    5n e&6  
     横向位置 4 *. O%  
    −对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时，必须考虑光栅的横向位置。 <(45(6fQ  
    −例如，激光束（紧密地）聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上，效果可能会大不相同。 >``  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 #aE>-81SS&  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 fM(~>(q&  
     通过组件定位选项。 p$Floubh]  
    I 6L3M\+-  
    ' 'p<C)Q  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     .kfx\,lgm  
    y7Hoy.(  
    `"#hhKG  
     单光栅分析 ~L_1&q^4!i  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 !&{"tL@.  
     系统内的光栅建模 q{xF7}i  
    - 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。 `2M*?.vk  
    - 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。 +Ur75YPh  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 R)=){SI:1)  
    5YgT*}L+,  
     K d{o/R  
    e0]%ko"  
    5. 光栅级次通道选择 {WTy/$ Qk  
    6|4ID"  
    (7"CYAe:;  
     方向 T^#d\2  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 \ #la8,+9  
     衍射级次选择 c1 j@*6B  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 }V 4u`=  
    - 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。 A,?6|g`q'  
     备注 q7I(x_y /  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 vPrlRG6  
    c^z) [  
     n.G.f bO  
    cG1iO:  
    6. 光栅的角度响应 ]VS:5kOj`  
    RW<4",  
    5inCAPXz  
     衍射特性的相关性 R%`fd *g  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 !Yz CK*av1  
    - 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。  *qFl&*h}  
    - 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） 4hkyq>c}  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 .S]*A b  
    hd`jf97*  
     }-Jo9dNs  
    i\x@s>@x}  
    示例＃1：光栅物体的成像 BQB<+o'  
     C(M?$s`  
    1. 摘要 (&X/n=UI  
    \$gA2r  
     G?Za/G  
    % pAbkb3m  
    → 查看完整应用使用案例     `$3ktQ$  
    _`,ZI{.J^  
    2. 光栅配置与对准 .eyJ<b9  
       [I7=]X  
    v4Kf{9q#  
    Oc5f8uv  
     $"MGu^0;1  
    d ]jF0Wx*  
     v@{VQVx  
    3. 光栅级次通道的选择 ScmwHid:\  
    n$E$@  
     KDj/S-S  
       FU;a { irB  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 p$` ^A  
     qq@]xdl  
    1. 光栅配置和对准 >;%LW} %  
    i`?yi-R&  
      i(V  
    n'%cO]nSx  
    → 查看完整应用使用案例 G3h"Eo?>g  
     uuL(BUGt-  
    2. 基底处理 ({D>(xN   
    A=70UL  
     ,$RXN8x1  
    _rz\[{)  
    3. 谐振波导光栅的角响应 x6^FpNgQ  
    ?a'EkZ.dB  
     '$5d6?BC`3  
    PF+Or  
    4. 谐振波导光栅的角响应 ZP-9KA$"  
    ,uO_C(G/i  
     x'SIHV4M@Q  
       I.`D BI#-f  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 6X$nZM|g,  
     &%eM  
    1. 用于超短脉冲的光栅 a>+m_]*JZ  
    Pon0(:#1  
    wB+F/]]|N  
    'R99m?"  
    →     查看完整应用使用案例     JOs kf(  
    @g*[}`8]y  
    2. 设计和建模流程 Y@qugQM>  
    2EO9IxIf  
     R[TaP 7n  
    e)3Mg^  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 }iLi5Qkx  
    K <WowU  
     1`l(H4  
     
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