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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
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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。 nd-y`@z  
    Fz-Bd*uS  
     eqYa`h@g^  
    e3&R3{  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 ij/ |~-!  
    F $B _;G  
     单光栅分析 c}lUP(Ss  
    −通过主窗口“光栅”菜单，可以进入仅针对光栅的特殊评估环境。 vWwp'q  
    −它有助于分析和可视化光栅的衍射特性，例如衍射角度和效率。 waldLb>7D  
    mI@]{K}Q%  
    @"];\E$sI  
     系统内的光栅建模 ;ZB[g78%R%  
    0zetOlFbO  
    −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 m%l\EE  
    −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。 `9%@{Ryo  
     zaa>]~g.  
    9>%ti&_-jt  
    mZ'`XAS~;  
    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。 X& pK#=  
     eA4@)6WP(  
    3. 系统中的光栅对准 u05Zg*.[  
    3 rV)JA  
    89@gYA"Su  
     安装光栅堆栈 )mS Aog<  
    −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）。 _5y3<H<?  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 *?+E?AGe  
     堆栈方向 44b;]htv  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 7vubkj&  
    &V:iy  
    .e~17}Ka}  
    q0&g.=;  
    :[?hU}9  
     安装光栅堆栈 cE$7CSR  
    - 为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 9])dLL0  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 *xI0hFJIM  
     堆栈方向 9s7sn*aB#5  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 uPQ:}zL2  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 F$F,I,$ "  
    sFuB[ JJ}  
     >$j?2,Za(V  
    }vgeQh-G  
    |>Qj]  
     横向位置 Vf:/Kokq  
    −对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时，必须考虑光栅的横向位置。 l03{ ezJk[  
    −例如，激光束（紧密地）聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上，效果可能会大不相同。 9(V12gn+lk  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 +`>Tuz~  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 j}ywdP`a  
     通过组件定位选项。 2x<,R/}  
    3A!`U6C(  
    b*&AIiT  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     -<h4I aM  
    =dSH8C"  
    @ (<C{  
     单光栅分析 c@>Tzk%?"  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 m-Z<zEQ  
     系统内的光栅建模 jgNdcP  
    - 但是，任何现实的光栅结构都放置在基底上，使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 Cdg/wRje  
    - 平面建模考虑了菲涅耳损耗，但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 7u73v+9qn:  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 )7jjfD\  
    589hfET  
     ia6%>^  
    8w /$!9[  
    5. 光栅级次通道选择 7uQiP&v  
    -j9Wf=  
    .5*5S[  
     方向 "NWILZwEV  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 KcKdhqdN-  
     衍射级次选择 yK9:LXhf  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 A:! _ &  
    - 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。 = Lt)15  
     备注 AtU%S9  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 imw,Nb  
    pDqX% $^  
     Vi1l^ Za  
    Wg{ 9X#|  
    6. 光栅的角度响应 d^h`gu~3  
    v_^>*Vm*  
    {02$pO  
     衍射特性的相关性 0+S ;0  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 6)=`&>9  
    - 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。 w]1hoYuV  
    - 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） BPO)<bx_  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 V9`?s0nn^  
    lEAf\T7  
     M]|tXo$?  
    x Zp`  
    示例＃1：光栅物体的成像 t?1 b(oJ  
     1?I_fA}  
    1. 摘要 zu/BDyF  
    "qh~wKJ  
     (:er~Y}  
    (E(J}r~E  
    → 查看完整应用使用案例     R ?62g H  
    Mbm'cM&}  
    2. 光栅配置与对准 VN3 [B eH  
       At<D36,^"  
    /tdRUX  
    ^k J>4  
     2`dKnaF|  
    *RYok{w  
     m3#rU%Wj  
    3. 光栅级次通道的选择 +-X 6 8`  
    R<djW5()f  
     ^iA_<@[`X[  
       )B*D\9\Z  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 \^oI3K0`  
     s,CN<`/>x  
    1. 光栅配置和对准  ^t}1 $H  
    %fuV]  
     Y~TD)c=  
    1S+lHG92I  
    → 查看完整应用使用案例 E]O/'-  
     =O%Hf bx  
    2. 基底处理 icK>|   
    $sxRRe m{?  
     y g:&cIr,  
    8AVtUU  
    3. 谐振波导光栅的角响应 [CG3&J  
    fK|P144   
     v? Zo5uVoq  
    &K*Kr=9N  
    4. 谐振波导光栅的角响应 v\lKY*@f  
    Y(RB@+67  
     Y{d-k1?s5  
       t i&!_  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 b($9gre>mI  
     =4[ U<opP  
    1. 用于超短脉冲的光栅 xs6kr  
    e_YTh^wU  
    _]v@Dq VP  
    Hp>_:2O8s  
    →     查看完整应用使用案例     %(1Jt "9|  
    6]r#6c %  
    2. 设计和建模流程 kGmz1S}2  
    S3UJ)@ E  
     D"msD"  
    d`UK mj  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 :85QwN]\  
    8 =oUE$9  
     wQ^RXbJI9  
     
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