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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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    在线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。 u1^wDc*xg  
    O9M{  ).  
     aA'TD:&p1  
    3_$w| ET  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 Q \hY7Xq'  
    NH A5e<  
     单光栅分析 !CTxVLl"F  
    −通过主窗口“光栅”菜单，可以进入仅针对光栅的特殊评估环境。 +IFw_3$  
    −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。 $md%x mQ[  
    `# P$ ]:  
    nIk$7rGLB  
     系统内的光栅建模 23F/\2MSG  
    Guw}=l--YR  
    −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 *e>]~Z,  
    −这样可以对系统内的光栅进行建模，从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。 ,:2'YB  
     / ~ %KVe  
    Kv&g5&N,  
    }T2xXbU  
    两种建模方法通常可以一起使用，如先优化光栅结构本身，然后将其插入系统。 xw5d|20b  
     !^oV #  
    3. 系统中的光栅对准 tRb] 7 z  
    C4$:mJ>y  
    k%c{ETdE  
     安装光栅堆栈 N2r/ho}8  
    −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）。 b}^S.;vNj  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 BR`ygrfe  
     堆栈方向 xM>W2  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 1Na@|yY  
    z;tI D~Y  
    {$D,?V@%_  
    /*FH:T<V  
    Bq\F?zk<  
     安装光栅堆栈 (& "su3z  
    - 为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 t_z>Cl^u  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 ))kF<A_MK  
     堆栈方向 s9;#!7ms  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 4rT*tW"U  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 pIV-kI:w  
    Yf,K#' h:  
     96cJ8I8  
    PX: '/{V  
    \uqjs+  
     横向位置 S_ MyoXV  
    −对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时，必须考虑光栅的横向位置。 g,t jm(  
    −例如，激光束（紧密地）聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上，效果可能会大不相同。 (/d5UIM{&  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 qU2~fNY  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 H={DB  
     通过组件定位选项。 r`y ezbG  
    1d"Z>k:mn  
    Ei}/iBG@  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     G'2#9<c*  
    >WJf=F`_H  
    <~ad:[  
     单光栅分析 _ nA p6i  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 iXu]e;6  
     系统内的光栅建模 ,[S+T.Cu  
    - 但是，任何现实的光栅结构都放置在基底上，使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 l& 4,v  
    - 平面建模考虑了菲涅耳损耗，但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 }jt?|dl1  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 s4Sd>D 7  
    8KB>6[H!wE  
     Hgeg@RP Q  
    h^,8rd  
    5. 光栅级次通道选择 ~vmd XR`'T  
    w\54j)rb  
    ;{ i'#rn{  
     方向 _\Q^x)w6  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 @2pu^k^  
     衍射级次选择 t*z~5_/  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 Re:jVJg Bz  
    - 并非总是需要考虑所有衍射级，建议仅使用感兴趣的衍射级。 h~&gIub  
     备注 />¬$>  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 3 !Sp0P  
    [b%:.bjY  
     bwVPtu`  
    z,qRcO&  
    6. 光栅的角度响应 ] h-,o R?e  
    5w%_$x  
    \k;`}3 uO  
     衍射特性的相关性  Q~R ~xz  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 bCref$|  
    - 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。 [A}rbD K  
    - 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） 56^ +;^f^`  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。  tz#gClo  
    4&8Gr0C  
     8N:owK  
    !d<"nx[2`  
    示例＃1：光栅物体的成像 aQI^^$9g  
     ,Jcm+ Wb  
    1. 摘要 m(], r})  
    `_b`kzJ  
     obdFS,JxxG  
    +/#Ei'do  
    → 查看完整应用使用案例     1;Pv0&[q/  
    R'kyrEO  
    2. 光栅配置与对准  O+%WR  
       Gpm{m:$L  
    |F9z,cc"  
    b-3*Nl_%  
     &/Ro lIHF  
    Bo<>e~6P  
     wApMzZ(X2y  
    3. 光栅级次通道的选择 lKEkXO  
    Hm+ODv9  
     !"e5~7  
       {R/C0-Q^^  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 ,K:ll4{b  
     VmzbZTup  
    1. 光栅配置和对准 yLsz8j-QJ  
    =6aS&B(SN  
     P"<U6zM\sP  
    5 H#W[^s"  
    → 查看完整应用使用案例 l>Ub!^;  
     k`GA\&zt  
    2. 基底处理 a0Ik`8^`  
    /y^7p9Z`  
     ]7;\E\o  
    *^([ ~[  
    3. 谐振波导光栅的角响应 FQ>`{%>  
    C7H/N<VAq  
     qF 9NQ;  
    <>m }}^  
    4. 谐振波导光栅的角响应 $9S(_xdI&  
    -l%J/:  
     S(\9T1DVe  
       ='TE,et@d  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 }du XC[6  
     wH~kTU2br  
    1. 用于超短脉冲的光栅 %*#n d  
    w '3#&k+  
    RT>{*E<I  
    4A9{=~nwT  
    →     查看完整应用使用案例     Mwgu93?  
    WD'#5]#Y  
    2. 设计和建模流程 Isx#9C  
    ~tOAT;g}q  
     "zIFxDR#  
    -{`@=U  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 w`l{LHrR  
    JWA@+u*k  
     Fq9Q+RNMZL  
     
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