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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。 rpvm].4  
    >[#4Pb7_Y  
     KP i@wl3  
    ixp%aRRP  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 ,{%[/#~6  
    7M4iBk4I  
     单光栅分析 90q*V%cS  
    −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。 up`6IWlLE  
    −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。 3cnsJV]  
    TnC'<zm9 !  
    hAY_dM  
     系统内的光栅建模 V{8mx70  
    v K$W)(Z  
    −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 d"V^^I)yx&  
    −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。 u`ZnxD>  
     WA<~M) rb  
    %T&kK2d;  
    H;v*/~zl  
    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。 G#csN&|,  
     g ,.iM8  
    3. 系统中的光栅对准 jWm<!< ~  
    p4/D%*G^`  
    /rquI y^  
     安装光栅堆栈 J[^-k!9M  
    −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）。 CkOd>Kn  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 6(eyUgnb  
     堆栈方向 1PWDK1GI8  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 {3l] /X3  
    8garRB{  
    S-im o  
    gG#M-2P  
    DCHU=r  
     安装光栅堆栈 \=w|Zeu{l  
    - 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）。 V%"aU}   
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 CrK}mbe  
     堆栈方向 AH;h#dT  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 _- { >e  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 WXJ%bH  
    i`X/d=  
     -?j'<g0  
    Mq-;sPsFP  
    $[H3O(B0*  
     横向位置 R+P1 +5  
    −对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时，必须考虑光栅的横向位置。 SoCa_9*X  
    −例如，激光束（紧密地）聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上，效果可能会大不相同。 xw`Pq6  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 Qv#]T,  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 gVb;sk^  
     通过组件定位选项。 aK 'BC>uFI  
    p2\@E} z  
    ?v6xa Vg:  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     SDZ/rC!C  
    ,XR1N$LN8_  
    f`T#=6C4|  
     单光栅分析 Y\s@'UoVN  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 iOw'NxmY  
     系统内的光栅建模 :Oxrw5`=  
    - 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。 4v Ug:'DM  
    - 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。 ?8pRRzV$  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 J#MUtpPdQ  
    $vx]\` ^  
     uq'T:d  
    H}`}qu #~V  
    5. 光栅级次通道选择 N_wB  
    SIVzc Hm  
    Ean #>h  
     方向 i ,ga2{GnM  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 "luMz;B  
     衍射级次选择 y$'(/iyz  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 8do-z"-  
    - 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。 T=%,^  
     备注 2{(_{9<>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 h<JV6h:8  
    bs/Vn'CE  
     :A"GO c,  
    'Y `or14E  
    6. 光栅的角度响应 /d*d'3{c  
    E {*d`n  
    OF-$*  
     衍射特性的相关性 "=@X>jUc  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 VBo=*gn,$  
    - 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。 d[=~-[  
    - 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） "dQ02y  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 @p"m{  
    br`cxgZ0"  
     "2# #Fcu=  
    dD ?ZF6  
    示例＃1：光栅物体的成像 yH/m@#  
     XcL jUz?  
    1. 摘要 5o2w)<d!  
    j`7q7}  
     [7 _1GSS1  
    JS$ojL^  
    → 查看完整应用使用案例     v[57LB  
    "n'kv!?\  
    2. 光栅配置与对准 }LeizbU  
       lub_2Cb|j  
    m) QV2n  
    -?nr q <3  
     ZD~ra7  
    07b =Zhh  
     kn %i#Fz  
    3. 光栅级次通道的选择 z[|2od  
    3127 4O  
     7 x#QkImQ  
       P@| W \  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 W-D{ cU  
     Gu@n1/m@o  
    1. 光栅配置和对准 Sq:,6bcG  
    z* k(` '  
     [3D*DyQt  
    TsVU^Z%W  
    → 查看完整应用使用案例 u'`eCrKT*  
     YpJJ]Rszg  
    2. 基底处理 }iIZA>eF  
    J~}sQ{ 0  
     +cWo^d.  
    ]}4JT  
    3. 谐振波导光栅的角响应 z_f^L %J0  
    3LRBH+Tt  
     r:3h 2J[_  
    uo9FLm  
    4. 谐振波导光栅的角响应 qf T71o(  
    /#}o19(-d  
     @B \$ me  
       {'cm;V+  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 2:oAS  
     z94#:jPmG  
    1. 用于超短脉冲的光栅 `:.a5  
    n{$! ]^>  
    B@k2lHks(  
    xciwKIpS  
    →     查看完整应用使用案例     PCx:  
    dOX"7kZ  
    2. 设计和建模流程 >npTUOGL=n  
    [,L>5:T  
     >t#5eT`_ w  
    Tm\a%Z`U>  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 G4rd<V0[D  
    S ^]mF>xX8  
     (&MtK1;;  
     
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