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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。 59?@55  
    jpL' y1@Ut  
     ;2o+|U@  
    b-/ztZ@u  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 }pE8G#O&  
    g$&uD  
     单光栅分析 _%HpB=  
    −通过主窗口“光栅”菜单，可以进入仅针对光栅的特殊评估环境。 #q;hX;Va  
    −它有助于分析和可视化光栅的衍射特性，例如衍射角度和效率。 ep"YGx  
    x.V6C0|6"  
    ;z6Gk&?  
     系统内的光栅建模 87/!u]q  
    x+kP,v  
    −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 z|Z<S+=f  
    −这样可以对系统内的光栅进行建模，从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。 4$~]t:n  
     ?e? mg  
    ;Nw.  
    8 S'g%  
    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。 ya81z4?  
     *wNX<R.  
    3. 系统中的光栅对准 vYh_<Rp5  
    (Bta vE  
    P);: t~  
     安装光栅堆栈 =F!DwaZ  
    −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）。 Yp8~wdm  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 j@1rVOmK  
     堆栈方向 9m2_zfO[ w  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 >".,=u'  
    Sz\"*W;>  
    T[w]w  
    < bHu9D  
    m){.{Vn]  
     安装光栅堆栈 -Yaw>$nJ  
    - 为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 4<S*gu*W  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 "K EB0U  
     堆栈方向 }*!7 Vrep  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 +ahr-v^R<  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 Mr}]P(4h  
    cD-.thHO  
     Da)rzr|}>3  
    32_{nLV$[  
    4X2XSK4  
     横向位置 &9CKI/K:  
    −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。 B;M{v5s~]  
    −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。 Ol>"'  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 S- Mh0o"  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 4\HB rd#P  
     通过组件定位选项。 0y$aGAUm  
    a8T<f/qW k  
    AL.zF\?  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     -e=p*7']  
    tuA,t  
    {~g(WxE  
     单光栅分析 _=c>>X  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 <!.'"*2  
     系统内的光栅建模 m178S3  
    - 但是，任何现实的光栅结构都放置在基底上，使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 <BIj a  
    - 平面建模考虑了菲涅耳损耗，但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 15Vb`Vf`N  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 W_EM k  
    P5;LM9W  
     W~GbB:-  
    q #f U*  
    5. 光栅级次通道选择 ^'S0A=1  
    R9SJ;TsE  
    T`g.K6$b  
     方向 & z;;Bx0s  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 M.K-)r,  
     衍射级次选择 !UE' AB  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 :sRV]!Iw  
    - 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。 $'3`$   
     备注 W G2 E3y  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 .I{b]6  
    Sf>R7.lpP  
     _8C0z=hz  
    N> R abD  
    6. 光栅的角度响应 r}OK3J  
    &sL(|>N  
    ./@!k[  
     衍射特性的相关性 -k{n"9a9?  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 P&3'N~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。 VOBzB]  
    - 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） )SZt If  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 i<|5~tm  
    ~ \tI9L?|A  
     ^Ye i9bXl  
    y@[}FgVOh  
    示例＃1：光栅物体的成像 -SaH_Nuj  
     Ghgx8 ]e  
    1. 摘要 8~?3: IZ  
    d% ?+q0j  
     hXi^{ntw,  
    wZVY h  
    → 查看完整应用使用案例     .lfKS!m2  
    n(.y_NEgV!  
    2. 光栅配置与对准 9I8{2]  
       d3h2$EDD  
    uR{HCZ-  
    I*R[8|  
     5T;M,w6DV  
    {S(d5o8  
     Z%~j)  
    3. 光栅级次通道的选择 6_/691  
    I_@\O!<y}  
     LZm6\x  
       !%x8!;za  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 e2Sm.H '  
     zVe@`gc  
    1. 光栅配置和对准 b:/;  
    }fnp}L  
     J& }/Xw)  
    U'zW; Lt  
    → 查看完整应用使用案例 {g}!M^|  
     J@Eqqyf"  
    2. 基底处理 vJDK]p<}  
    %pgie"k   
     V| b9zHh  
    IlsXj`!e  
    3. 谐振波导光栅的角响应 (Da/$S.  
    ep .AW'+  
     (&0%![j&  
    mdvooJ  
    4. 谐振波导光栅的角响应 LAeJz_9U  
    ;4tVFqR  
     cc7*O  
       Yu-e |:  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 C4],7"Sw  
     9tsI1]1[m  
    1. 用于超短脉冲的光栅 )ALPMmlRs  
    `,d*>  
    SV16]Vc  
    'gk.J  
    →     查看完整应用使用案例     L^} Z:I  
    *"` dO9Yf_  
    2. 设计和建模流程 q}>1Rr|U`  
    M3@Wb@  
     jW*|Mu>2  
    9Y!N\-x`  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 R/r)l<X@  
    Ov"]&e(I[  
     \"B?'Ep;  
     
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