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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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    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。 (AaoCa[  
    v!6  c0a  
     ]?kZni8j_  
    e "4 ''/  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 {OkV%Q<  
    *xxx:*6rk;  
     单光栅分析 ?}tFN_X"  
    −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。 '4+ ur`  
    −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。 ooj,/IEQ  
    +NZ_D#u  
    30#s aGV  
     系统内的光栅建模 mZS >O_E  
    Eex~xiiV  
    −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 %+W{iu[|  
    −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。 pk$l+sNZ=  
     ICx#{q@f,  
    eCU:Q  
    ifMRryN4  
    两种建模方法通常可以一起使用，如先优化光栅结构本身，然后将其插入系统。 S"bg9o  
     o4F2%0gJ  
    3. 系统中的光栅对准 a od-3"7[  
    3</_c1~  
    NqazpB*  
     安装光栅堆栈 u^ +7hkk  
    −为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 X"|['t  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 EPI4!3]  
     堆栈方向 9iIhte.  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 m<T%Rb4?@  
    %op**@4/t\  
    1y@i}<9F  
    Xv5wJlc!d  
    mW(W\'~_~  
     安装光栅堆栈 ]3],r?-tJ  
    - 为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 p?%y82E  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 wj$<t'MN  
     堆栈方向 `_Zg3_K.dS  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 36&e.3/#  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 J9--tJ?[>o  
    Mlg0WrJ|2  
     .GP T!lDc  
    Y|F9}hj(  
    E1aHKjLQ  
     横向位置 *MFIV02[N  
    −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。 FBe;1OU  
    −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。 ]KKS"0a  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 5K1)1E/Fu  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 &v/dj@   
     通过组件定位选项。 lBLARz&c#  
    }#RakV4  
    ~|D Ut   
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     ~~/|dh5  
    kYP#SH/  
    Fh&G;aEq  
     单光栅分析 [B*x-R[FI  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 R6<X%*&%  
     系统内的光栅建模 Z!a =dnwHz  
    - 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。 !I{0 _b{  
    - 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。 aB2F C$z  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 jE.N ev/  
    P+ 3G~Sr  
     V# }!-Xj  
    u OmtyX  
    5. 光栅级次通道选择 eH'av}  
    &T?RZ2  
    TPQ%L@^ L+  
     方向 c)6m$5]  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 Gt8M&S-;  
     衍射级次选择 :%_LpZ  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 RtkEGxw*^  
    - 并非总是需要考虑所有衍射级，建议仅使用感兴趣的衍射级。 D# 9m\o_  
     备注 -lr vKrt7  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 P[G)sA_"  
    0I-9nuw,^;  
     6##_%PO<m  
    '6nA F  
    6. 光栅的角度响应 60^`JVGWH  
    6fE7W>la  
     sg^zH8,3  
     衍射特性的相关性 6IN e@  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 K C*e/J  
    - 对于不同的波长/偏振，衍射效率也不同，并且对于不同的入射角，衍射效率也不相同。 PV.X z0@R  
    - 为了解决与角度有关的衍射行为，可能需要指定k域中的采样点（等效于角度空间） '|6]_   
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 >mbHy<<  
    v ,i%Q$  
     t4."/ .=+  
    ih-#5M@  
    示例＃1：光栅物体的成像 CCs%%U/=  
     `f,/`''R  
    1. 摘要 >4x(e\B  
    Y Vt% 0  
     rK 8lBy:<  
    3,_aAgeE  
    → 查看完整应用使用案例     \Gef \   
    <)C#_w)-  
    2. 光栅配置与对准 `z}?"BW|  
       +qN>.y!Y  
    &~cBNw|  
    xWH.^o,"  
     @Z_x.Y6  
    @W.S6;GA\  
     M5 LfRBO  
    3. 光栅级次通道的选择 c`)\Pb/O  
    :I]Mps<  
     h:))@@7MJ  
       EgEa1l!NSQ  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 ;DQ ZT  
     g\|PcoLm  
    1. 光栅配置和对准 N@4w! HpJ  
    w?PkO p  
     Ve$o}h-  
    f#>,1,S  
    → 查看完整应用使用案例 (!u~CZ;  
     l ~"^7H?4e  
    2. 基底处理 5;Czu(iH$  
    .|KyNBn  
     7DogM".}~Q  
    @,j*wnR  
    3. 谐振波导光栅的角响应 EmWn%eMN  
    a@K%06A;'  
     E:_ZA  
    Bpo4?nCl}  
    4. 谐振波导光栅的角响应 V;VHv=9`o  
    98c(<  
     ]"As1"  
       #FLb*%Nr  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 4&lv6`G `  
     q4h]o^+  
    1. 用于超短脉冲的光栅 x M/+L:_<  
    /|m2WxK)  
    {_"<1C  
    .^33MWu6  
    →     查看完整应用使用案例     *\a4wZ6<3  
    wD}l$ & +  
    2. 设计和建模流程 Vi$~-6n&  
    4}baSV  
     |fJ};RLI"  
    h|9L5  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 dh\'<|\K  
    edq4D53  
     9 RgVK{F  
     
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