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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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    光券
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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。 SMVn2H@  
    '~ RP+  
     YaJ[39V  
    &wsxH4  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 Z@fMU2e=Z  
    Jg=[!j0(  
     单光栅分析 y^:!]-+  
    −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。 bCY8CIF  
    −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。 yTWP1  
    PSz|I8 c  
    \Tf845  
     系统内的光栅建模 LutP&Ebt8  
    m @) ~.E  
    −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 4QODuyl2H  
    −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。 !6hUTjhW7z  
     H%`Ja('"p  
    62~8>71;'  
    ,$ L>  
    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.'pyW  
     uh'{+E;=  
    3. 系统中的光栅对准 T!C39T  
    MPx%#'Q  
    }p 0 \  
     安装光栅堆栈 +CL`]'~;E-  
    −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）。 =n>&Bl-Bl  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 r9<OB`)3+  
     堆栈方向 <U(wLG'XS  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 H^{Eh  
    x5_V5A/@LU  
    s Wk92x _l  
    zKB$n.H  
    5hwe ul>S  
     安装光栅堆栈 {/SUfXq  
    - 为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 ]cvP !  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 &@CcH_d*  
     堆栈方向 R&Y+x;({  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 rnW(<t"  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 D+G?:m R  
    Z _W.iBF  
     qScc~i Oq  
    K*^3FO}JG  
    gE$D#PZa  
     横向位置 o NX-vN-  
    −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。 aMdWT4  
    −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。 7M;7jI/C  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 o ?z A'5q  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 yClX!OL  
     通过组件定位选项。 &`+tWL6L  
    W]b>k lp;  
    PhTMXv<cE  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     <4r3ZV;'  
    h= tzG KI  
    Yxik .S+G  
     单光栅分析 L-Io!msb  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 bzYj`t?  
     系统内的光栅建模 V0 70oZ  
    - 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。 QP HibPP:  
    - 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。 8$)xxV_zp  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 oPP`)b$x  
    ?wM{NVt#-  
     g i>`  
    fCC^hB]'  
    5. 光栅级次通道选择 =^a Ngq  
    Eod'Esye5  
    B?A]0S  
     方向 miWog8j  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 5dwC~vn}c  
     衍射级次选择 'x/pV5[hQ  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 ->"Z1  
    - 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。 ~4-:;8a  
     备注 t5t!-w\M$+  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 u*n%cXY;J/  
    );*:Uz sC_  
     8NP|>uaj  
    GnTCq_\  
    6. 光栅的角度响应 Z'hHXSXM  
    )?d(7d-l  
    rnNB!T   
     衍射特性的相关性 ,u.G6"<  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 J  ZH~ {  
    - 对于不同的波长/偏振，衍射效率也不同，并且对于不同的入射角，衍射效率也不相同。 LR`]C]  
    - 为了解决与角度有关的衍射行为，可能需要指定k域中的采样点（等效于角度空间） \\U,|}L .  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 P|U9f6^3  
    /[V}   
     dMw7UJ  
    T( LlNq  
    示例＃1：光栅物体的成像 GpwoS1#)0|  
     J_-K"T|f  
    1. 摘要 PvHX#wJ  
    YB`1S  
     v?6g. [;?  
    rf\/Y"D  
    → 查看完整应用使用案例     n,Gvgf  
    |[+/ ]Y  
    2. 光栅配置与对准 "@s</HGo  
       gPJZpaS  
    8?l/x  
    j'IZetT  
     b=$(`y  
    ja2BK\"1:  
     Ea<kc[Q  
    3. 光栅级次通道的选择 (JX 9c  
    ^}Wk  
     UI]UxEJ  
       7gnrLc$]O  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 aGz$A15#  
     OyG#  
    1. 光栅配置和对准 HI\V29 a  
    x?6 \C-i  
     a[ Y\5Ojm  
    l $:?82{  
    → 查看完整应用使用案例 K| w\KX0  
     G2 {R5F !  
    2. 基底处理 bnzIDsw!Q  
    A6S|pO1)3  
     EK 8rV  
    wg}rMJoG|  
    3. 谐振波导光栅的角响应 xf|vz|J?y  
    nhImO@Q:  
     VKb=)v[K  
    ~TfN*0  
    4. 谐振波导光栅的角响应 '_fj:dy  
    .~AQxsGH  
     bAwFC2jO[  
       H"b}lf  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 o,yZ1"  
     3uy^o  
    1. 用于超短脉冲的光栅 aH'=k?Of;  
    v/G)E_  
    Qj3l>O  
    N@x5h8  
    →     查看完整应用使用案例     P.Gmj;  
    N= G!r  
    2. 设计和建模流程 f=cj5T:[  
    =IEei{  
     H[[#h=r0f  
    _xu_W;nh  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 S4C4_*~Vd  
    :=oIvSnh  
     a0)]W%F  
     
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