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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。 X83,f CCl5  
    uoJ@Jt'j  
     xqm-m  
    U{1%ldOJ%  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 mIW8K ):  
    |"]#jx*8KC  
     单光栅分析 (\8IgQ{  
    −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。 gq%U5J"x;J  
    −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。 ;|qbz]t2(  
    W%ml/ 4  
    M./1.k&@  
     系统内的光栅建模 Ei>.eXUD5  
    CFK{.{d]B  
    −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 &{4KymB:  
    −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。 Cb4.N 8  
     {L'uuG\9U  
    edai2O  
    pyUzHF0  
    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。 u.yYE,9  
     pTB1I3=.u  
    3. 系统中的光栅对准 m@Hg:DY  
    /,d]`N!  
    B,V:Qs6"  
     安装光栅堆栈 d9iVuw0u<  
    −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）。 - +<ai  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 Y{KN:|i.!  
     堆栈方向 8Y"R@'~  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 >//yvkZ9,  
    = }ELu@\V[  
    -,186ZVZ  
    nt:ZO,C:R  
    *epK17i=  
     安装光栅堆栈 /9b+I/xY"  
    - 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）。 f_|pl^  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 wY]ejK$0R  
     堆栈方向  sWyx_  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 %45*DT  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。  o,rK8x  
    ZAJ~Tbm[f  
     RH9P$;.7  
    bg\9Lbjr  
    dvE~EZcS  
     横向位置 &( ZEs c  
    −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。 qWU59:d^{  
    −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。 :jAsm[  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 HQZJK82  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 )Vz=:.D  
     通过组件定位选项。 qXprD.; }  
    EG8%X"p  
    <S^Hy&MD>  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     v4qpE!W27~  
    wG&Z7C b  
    |J"\~%8  
     单光栅分析 V~_6t{L  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 H'IxB[  
     系统内的光栅建模 a|5<L  
    - 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。 00LL&ot  
    - 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。 mGpBj9jr1  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 mg< v9#  
    \WqC^Di  
     N(e>]ui  
    t*`G@Nj  
    5. 光栅级次通道选择 ! o?E.  
    HBNX a  
    ai<K6)  
     方向 [F!h&M0z  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 } rX)A\ g6  
     衍射级次选择 0h kZ  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 l\"CHwN?Y  
    - 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。 vjVa),2  
     备注 ?pdN!zOeL  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 y:  ]  
    .E 9$j<SP-  
     x6Tpt^N}  
    g,G{%dGsk  
    6. 光栅的角度响应 fo=@ X>S  
    k$.l^H u  
    NxzAlu  
     衍射特性的相关性 |kF"p~s  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 - i{1h"  
    - 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。 g7w#;E  
    - 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） J|@O4 g   
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 7H4\AG\>  
    ]M 2n%9  
     |fb*<o eT  
    np\*r|U  
    示例＃1：光栅物体的成像 C,8@V`  
     3t5W wrNh  
    1. 摘要 RDeI l&  
    9%dO"t$-q  
     MH]?:]K9V  
    x&N@R?AG1  
    → 查看完整应用使用案例     P  V9q=  
    KkJE-k*D+w  
    2. 光栅配置与对准 ; m:I  
       ,!^g8zO  
    6J965eM'[  
    8SBa w'a  
     ]'vAeC6{  
    ;T<'GP'/r  
     U4lAo  
    3. 光栅级次通道的选择 QZ5%nJme_  
    EkOn Rm_hn  
     Q@TeU#2Y  
       9?|m ^  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 >?{> !#1  
     R_IT${O  
    1. 光栅配置和对准 G&yF9s)Lvs  
    C?rb}(m  
     (#Xgfb"S3  
    RRtOBrIedI  
    → 查看完整应用使用案例 1 y7$"N8Xo  
     b:&= W>r  
    2. 基底处理 '1lz`CAB+  
    _z3^.QP  
     gT|&tTS1@  
    ^.[+)0I  
    3. 谐振波导光栅的角响应 NV^n}]ci  
    ?osYs<k \  
     ab5i7@Ed  
    kCKCJ }N  
    4. 谐振波导光栅的角响应 fM<g++X  
    ,*wj~NE  
     ~gEd (  
       XE|"n  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 ]Wc 2$  
     P1ynCe  
    1. 用于超短脉冲的光栅 cV* 0+5  
    Z.0mX#  
    =Y R+`[bfI  
    z"!=A}i  
    →     查看完整应用使用案例     e)4L}a  
    -vS7%Fbr  
    2. 设计和建模流程 .:;#[Z{-  
    3 J\&t4q  
     ,) }-mu  
    N4, !b_1  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 9riKSp:5  
    SA6.g2pFz  
     pB79#4  
     
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