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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
    科学家
     
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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。 Va Z!.#(P  
    =4GSg1Biy  
     ' |-JWH  
    R.7:3h  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 (F7(^.MG  
    /iG*)6*^k  
     单光栅分析 B?VhIP e  
    −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。 dEBcfya  
    −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。 XdH\OJ  
    rt JtK6t  
    ]weoTn:  
     系统内的光栅建模 zy*/T>{#  
    (&$VxuJ+6y  
    −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 }b1cLchl  
    −这样可以对系统内的光栅进行建模，从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。 "3FihE]k  
     @aJ!PV'ms  
    d[rv1s>i  
    XMG]Wf^%\<  
    两种建模方法通常可以一起使用，如先优化光栅结构本身，然后将其插入系统。 Uye|9/w8 !  
     8Sz})UZ  
    3. 系统中的光栅对准 54zlnM$  
    [qsEUc+Z.'  
    5zON}"EC  
     安装光栅堆栈 \.M*lqI  
    −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）。 RK w$-7O  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 5nbEf9&  
     堆栈方向 1+?N#Fh  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 ~  T>U  
    0'nikLaKy  
    pW4 cX  
    `est|C '+  
    !!Z?[rj  
     安装光栅堆栈 O12eH  
    - 为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 o M Zq+>  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 FVh U^  
     堆栈方向 2wF8 P)  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 uw lr9nB  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。  }-~l!  
    dH( ('u[  
     >:lnt /N3  
    -*.-9B~u  
    XrZ*1V  
     横向位置 H#ClIh?'b  
    −对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时，必须考虑光栅的横向位置。 kQ]$%Lk[  
    −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。 F-6c_!  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 JU&+c6>  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 tDUwy^j  
     通过组件定位选项。 K _&4D'  
    rj!0GI  
    o6$4/I  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     Y`?-VaY  
    J=/5}u_gw  
    s=CK~+,/  
     单光栅分析 X.:]=,aGW  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 bJs9X/E  
     系统内的光栅建模 &r:7g%{n  
    - 但是，任何现实的光栅结构都放置在基底上，使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 k1Q ?'<`  
    - 平面建模考虑了菲涅耳损耗，但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 ,a#EW+" Z  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 jlxpt)0i  
    G8Du~h!!U  
     <tioJG{OT  
    u]OW8rc  
    5. 光栅级次通道选择 <_Q1k>  
    IsR!'%Pu  
    itMg|%B%  
     方向 H= X|h)  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 S{3nM<  
     衍射级次选择 OrK&RC  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 !F?XLekTi  
    - 并非总是需要考虑所有衍射级，建议仅使用感兴趣的衍射级。 Z@r.pRr'  
     备注 = 9 T$Gr  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 uG<}N=  
    f7}*X|_Y  
     M9f35 :  
    ZK)%l~J  
    6. 光栅的角度响应 c%qv9   
    aM;W$1h  
    A<y nIs<  
     衍射特性的相关性 b".L_Ma1*  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 {26ONa#i  
    - 对于不同的波长/偏振，衍射效率也不同，并且对于不同的入射角，衍射效率也不相同。 `/_G$_  
    - 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） A%^ILyU6c  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 mml z&h  
    ]~3U  
     ]~Z6;  
    aCL!]4K84$  
    示例＃1：光栅物体的成像 zen*PeIrA^  
     =)7s$ p  
    1. 摘要 I"`M@ %  
    &zo|Lfe  
     \Acqr@D  
    y a_<^O 9  
    → 查看完整应用使用案例     GQ-Rtn4v  
    Ox-|JJ=  
    2. 光栅配置与对准 > %KuNy{  
       <'g:T(t  
    b Ax?&$  
    Y5j]Z^^v  
     % $DI^yS  
    GDuMY\1  
     F,'exuZ  
    3. 光栅级次通道的选择 |p-t%xDdr  
    n\Lb.}]1~  
     =xS+5(  
       y  TDNNK  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 ERN>don2  
     +k>.Q0n%m  
    1. 光栅配置和对准 aT`%;i^  
    OiP!vn}k  
     k%G1i-] 4  
    'R:"5d  
    → 查看完整应用使用案例 NhYLt w^u  
     h3;bxq!q  
    2. 基底处理 [#sz WNfU  
    J^g!++|2P  
     9tqF8pb7v  
    Xp}Yw"7  
    3. 谐振波导光栅的角响应 G}G#i`6o  
    mN19WQ(r  
     ~B(6+~%  
    wLH] <k  
    4. 谐振波导光栅的角响应 D~\$~&_]=  
    y? co|  
     .?hP7;hhI  
       )[|3ZP`  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 xagBORg+Bd  
     a 7,C>%I  
    1. 用于超短脉冲的光栅 FJ6u.u  
    Ny%(VI5:  
    :dqn h  
    _:"<[ >9  
    →     查看完整应用使用案例     c7FRI0X  
    aT$9;  
    2. 设计和建模流程 fP `b>]N_  
    ~((w?Yy"v  
     _> *j H'  
    IyLx0[:U  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 Ez-[ )44/  
    HF.^ysI  
     4tS.G  
     
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