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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
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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。 rB%$;<`/  
    l48k<  
     @l UlY2  
    >uI$^y1D  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 ehAu^^Q>  
    H_IGFZCh  
     单光栅分析 \BI/G  
    −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。 =BZ?-mIU  
    −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。 mEuHl>  
    ,`8Y8  
    Kt.~aaG_  
     系统内的光栅建模 hD<f3_k  
    h.whjiCFa  
    −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 R& =f:sEi  
    −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。 ]PNow S\  
     | H ;+1  
    xkA2g[  
    I 2HT2c$  
    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。 K.SeK3(  
     }+Vv0jX|V  
    3. 系统中的光栅对准 YJ2ro-X  
    u:` y]  
    \T-~JQVj  
     安装光栅堆栈 hGP1(pH.  
    −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）。 I&1!v8  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 *[kxF*^  
     堆栈方向 j:1uP^.  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 | D.C!/69  
    n!N\zx8  
    ;~sr$6  
    wh~s Z  
    N)43};e  
     安装光栅堆栈 wy4q[$.4v  
    - 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）。 5su.+4z\  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 mT_GrIl[  
     堆栈方向 5z]\$=TE  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 Ls: =A6AGM  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 wTpD1"_R  
    N5 q725zJ  
     Vf{2dZZ{1  
    zd`=Ih2Wx  
    5iWe-xQ>  
     横向位置 &P 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。 IG / $!* E  
    −例如，激光束（紧密地）聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上，效果可能会大不相同。 ~|) 9RUXr>  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 #Mi|IwL  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 & QY#3yj=  
     通过组件定位选项。 1| xN%27>  
    K ~>jApZ%  
    3B,QJ&  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     &jJckT  
    A'DVJ9%xB  
    s[-]cHQ  
     单光栅分析 1-$P0  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 -fux2?8M  
     系统内的光栅建模 .k]#XoE  
    - 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。 YhgUCF#  
    - 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。 ULvVD6RQ47  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 9oq)X[  
    La}o(7 =s  
     &`PbO  
    C.E[6$oVc  
    5. 光栅级次通道选择 B/Ba5z"r$  
    $'$>UFR  
    9U10d&M(  
     方向 %}F"*.  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 @Qo,p  
     衍射级次选择 n|]N7 b'  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 j<$R4A 1  
    - 并非总是需要考虑所有衍射级，建议仅使用感兴趣的衍射级。 KF$%q((  
     备注 ~_}4jnC  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 FT_k^CC  
    ]hUKuef  
     )[DpK=[N^p  
    K.h]JD]o  
    6. 光栅的角度响应 AijUs*n 2  
    /\~W$.c  
    GI4oQcJ  
     衍射特性的相关性 kh&_#,  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 kGj]i@(PA4  
    - 对于不同的波长/偏振，衍射效率也不同，并且对于不同的入射角，衍射效率也不相同。 2B'^`>+8S  
    - 为了解决与角度有关的衍射行为，可能需要指定k域中的采样点（等效于角度空间） Vw?P.4  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 2;R/.xI6v  
    ;@'0T4Z&l  
     Fc{((x s  
    D'?]yyrf  
    示例＃1：光栅物体的成像 `]LODgk~  
     eH `t \n  
    1. 摘要 b.(XS?4o  
    ;q&Z9 lm  
     |QqWVelc  
    Wbs^(iUU}  
    → 查看完整应用使用案例     Hc /w ta  
    `^f}$R|  
    2. 光栅配置与对准 vK`S!7x'&  
       Rh yegD  
    KPg[-d  
    ;<VR2U`  
     aZC*7AK   
    Wb'*lT0=  
     /W``LK>;?  
    3. 光栅级次通道的选择 Z#@6#S`  
    AYYRxhv_,  
     <M`-`v6H  
       3v G  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 =G[ H,;W  
     wz)m{:b<  
    1. 光栅配置和对准 |/2LWc?  
    ]uJM6QuQ  
     0vcET(  
    +%x^RV}  
    → 查看完整应用使用案例 4=UI3 2v3  
     _i.({s&_9  
    2. 基底处理 `GP3 D~  
    F1/6&u9I  
     (J/>Gy)d  
    8QPT\~  
    3. 谐振波导光栅的角响应 @<VG8{  
    69?I?,7  
     V~JBZ}`TG<  
    Sq.9-h%5  
    4. 谐振波导光栅的角响应 Y]?Kqc  
    O&F< oM  
     E]1\iV  
       THb A(SM  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 1k0^6gE|  
     F: f2s:<  
    1. 用于超短脉冲的光栅 EmYO5Whi  
    h#vL5At  
    fHW-Je7mG  
    >_n:_  
    →     查看完整应用使用案例     KPD@b=F  
    osI- o~#>  
    2. 设计和建模流程 wYC9 ~ms-  
    R A*(|n>  
     4p*?7g_WVH  
    a"MTQFm'  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 Cb+P7[X-  
    1 VPg`+o  
     b;SFI^  
     
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