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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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    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。 ICdfak  
    2 o)8'Lp  
     Yw(O}U 5e  
    ibP IT!5c  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 Hnft1   
    t]gZ^5  
     单光栅分析 )x5t']w`K  
    −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。 8yCt(ms  
    −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。 (jmF7XfU  
    B)/L[ )S  
    Z1}@N/>>  
     系统内的光栅建模 1u8 k}  
    $ U=j<^R}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。 :_8Nf1B+T  
    −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。 F:7 d}Jx  
     TI/5'Oke$  
    {k}$L|w  
    8/vGA=  
    两种建模方法通常可以一起使用，如先优化光栅结构本身，然后将其插入系统。 I|x? K>  
     J5!-<oJ/  
    3. 系统中的光栅对准 eC{St0  
    vc%=V^)N7U  
    WhT5NE9t  
     安装光栅堆栈 x?7z15\  
    −为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 CSwPL>tUV  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 oNhCa>)/  
     堆栈方向 Y 'y yrn}  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 g@zhhBtQ  
    , Dab(  
    [a_'pAH  
    ?zuKVi? I  
    !tzk7D  
     安装光栅堆栈 5pU/X.lc  
    - 为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 Na>w~  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 b+`qGJrej  
     堆栈方向 ]T<tkvcI  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 "c.@4#/_  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 Z'UhJuD5  
    {TXfi'\  
     S2jn  pf}  
    d`UK mj  
    '=0l{hv@  
     横向位置 >fi_:o  
    −对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时，必须考虑光栅的横向位置。 "+M0lGTB  
    −例如，激光束（紧密地）聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上，效果可能会大不相同。 .uinv  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 :b0|v`FU  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 <Nk:C1Op}  
     通过组件定位选项。 bkuJN%  
    Tb:6IC7="  
    WjBH2v  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     -TMg9M4  
    -^Qm_lN  
    >,ABE2t5  
     单光栅分析 %'uei4   
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 m3~_uc/+D  
     系统内的光栅建模 4T]A! y{  
    - 但是，任何现实的光栅结构都放置在基底上，使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 6e S~*  
    - 平面建模考虑了菲涅耳损耗，但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 uPy5<c  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 U.WXh(`%  
    aoQ$"PF9  
     6zi 5#23  
    |- <72$j  
    5. 光栅级次通道选择 0|<9eD\I=  
    34QW^{dgE  
    ^T*!~K8A  
     方向 Vr@tSc&  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 Qz89=#W  
     衍射级次选择 Ob{Tn@  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 6RG63+G  
    - 并非总是需要考虑所有衍射级，建议仅使用感兴趣的衍射级。 vjzG H*  
     备注  `-JVz{z  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 W] WH4.y  
    yDJy'Z_F{  
     D|amKW7  
    CpB,L  
    6. 光栅的角度响应 +|x{?%.O  
    XG!6[o;  
    rog1  
     衍射特性的相关性 [mQdc?n\  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 L?Ys(a"k  
    - 对于不同的波长/偏振，衍射效率也不同，并且对于不同的入射角，衍射效率也不相同。 -&Q+x,.%  
    - 为了解决与角度有关的衍射行为，可能需要指定k域中的采样点（等效于角度空间） IT7],pM  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 i&8|@CACb  
    !9{UBAh  
     puLgc$?  
    B&7NF}CF2  
    示例＃1：光栅物体的成像 -k@1# c+z  
     L[Ot$  
    1. 摘要 A;^ iy]"  
    0@[*~H0{n  
     /M'd$k"0z  
    I:HrBhI)wP  
    → 查看完整应用使用案例     Dw.I<fns^B  
    "h #/b}/  
    2. 光栅配置与对准 )&O6d .  
       [?hvx}  
    9^9-\DG  
    ~ g-(  
     ]Y-Y.&b7t  
    & Zn`2%  
     jO/cdLKX(  
    3. 光栅级次通道的选择 g ?xD*3 <  
    e(N},s:_  
     s7HKgj  
       /G|v.#2/g  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 "*t0 t  
     )0/*j]Kf  
    1. 光栅配置和对准 K a& 2>F  
    ]jY^*o[  
     3y+~l H :  
    Y9|!= T%  
    → 查看完整应用使用案例 i39ZBs@  
     ?wv^X`Q*~  
    2. 基底处理 Yku6\/^  
    [\#ANA"  
     NJ+$3n om  
    _"Z?O)d*  
    3. 谐振波导光栅的角响应 +7o1&D*v  
    (9oo8&GG  
     p"c6d'qe  
    s9a`2Wm  
    4. 谐振波导光栅的角响应 H la?\  
    Zs{7km  
     >{q+MWK  
       1Ml<>  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 FZn1$_Svr  
     &6C]| 13;  
    1. 用于超短脉冲的光栅 vPGUE`!D+  
    >zDQt7+g;  
    6)ibXbH  
    OdZ/\_Z  
    →     查看完整应用使用案例     c+E\e]{  
    -(F} =o'  
    2. 设计和建模流程 Q,JH/X  
    E0Q6Ryn  
     as]M%|/-I  
    Exqz$'(W9  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 b@&uwSv  
    'G~i;o  2  
     zn 0y`9!n?  
     
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