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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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    光币
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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。 _C< 6349w  
    %k3NT~  
     "<PoJPh  
    zz(!t eBC  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 Sc;iAi (  
    )(:+q(m  
     单光栅分析 *Fa )\.XX  
    −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。 <&qpl0U)Y  
    −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。 ;mf4 U85  
    B\=SAi  
    E3 ~,+68U  
     系统内的光栅建模 kfMhw M8kP  
    <mv7HKVg  
    −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 zuC58B  
    −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。 sBP}n.#$  
     j!zA+hF (  
    ]dPVtk  
    &\;<t, 3A~  
    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。 2-vJv+-  
     '}U_D:o.b  
    3. 系统中的光栅对准 y-w2O]  
    `ir&]jh.A  
    @k=cN>ZMc  
     安装光栅堆栈 g".d"d{  
    −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）。 (Oxz'#TX  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 Zi 2o  
     堆栈方向 .ocx(_3G  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 t$U3|r  
    ;]2 x  
    vOos*&  
    ,sO:$  
    Yw6DJY  
     安装光栅堆栈 AuoxZ?V  
    - 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）。 5h_<R!jA  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 $7Jfb<y  
     堆栈方向 "KMLk  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 6eOrs-ty  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 IZv~[vi_  
    ^y:FjQC:  
     Z} c'Bm(  
    2{Wo-B,wt~  
    xj0cgK|!  
     横向位置 z7-`Y9Ypd  
    −对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时，必须考虑光栅的横向位置。 FhWmO  
    −例如，激光束（紧密地）聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上，效果可能会大不相同。 R;H?gE^m-  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 r8IX/ ,  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 M,crz  
     通过组件定位选项。 ,VPbUo@  
    \.c]kG>k-  
    /nc~T3j  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     RS'} nY}  
    |r5e{  
    u K'<xM"%T  
     单光栅分析 "kX`FaAhY  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 HV ;;  
     系统内的光栅建模 92!JKZe  
    - 但是，任何现实的光栅结构都放置在基底上，使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 Q(lku"U'  
    - 平面建模考虑了菲涅耳损耗，但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 ]\OWZ{T'j  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 !tI=`Ml[  
    A^pu  
     |</"N-#S  
    GP* +  
    5. 光栅级次通道选择 D,k(~  
    wuKl-:S;Vs  
    ,!`SY)  
     方向 0Qm"n6NQ  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 PfyRZ[3)c  
     衍射级次选择 +L0J_.5%^  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 [#0Yt/G  
    - 并非总是需要考虑所有衍射级，建议仅使用感兴趣的衍射级。 +)gGs# 2X  
     备注 tG/1pW  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 )7W6-.d  
    U| 8[#@r  
     )%s +?  
    )!cI|tovs  
    6. 光栅的角度响应 |=\91fP68`  
    Xem 05%,  
    F+Z2U/'a  
     衍射特性的相关性 Rv vh{U;t  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 L!gDFZr  
    - 对于不同的波长/偏振，衍射效率也不同，并且对于不同的入射角，衍射效率也不相同。 qbXz7s*{  
    - 为了解决与角度有关的衍射行为，可能需要指定k域中的采样点（等效于角度空间） ;+ G9-  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 Te;gVG*  
    z5 Bi=~=#  
     }w@gj"\H  
    rR]-RX(  
    示例＃1：光栅物体的成像 k^^:;OR  
     6yI}1g  
    1. 摘要 ^/*KNnAWp  
    k5@d! }#c  
     a+41Ojv (  
    |6%.VY2b  
    → 查看完整应用使用案例     j5\$[-';  
    XvskB[\  
    2. 光栅配置与对准 L~dC(J)@ZI  
       7UKYmJk.  
    _R7 w?!t8  
    k(vPg,X>m  
     O% -h&C3  
    A W)a">|  
     uUG*0Lj  
    3. 光栅级次通道的选择 Y X*0?S  
    F6W}mMZH/N  
     dv7<AJ  
       J{Tq%\a3  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 f7J,&<<5w  
     r~8;kcu7  
    1. 光栅配置和对准 5 lTD]d  
    )p8I @E  
     qX$u4I!,  
    kZVm1W1  
    → 查看完整应用使用案例 9cd8=][  
     O"*`'D|hK  
    2. 基底处理 aq Mc6N`z  
    :.iyR  
     @Z;1 g  
    ^7aN2o3{  
    3. 谐振波导光栅的角响应 lJ{V  
    1pP1d%  
     rg5]&<Vq8  
    M=y0PCD  
    4. 谐振波导光栅的角响应 * OsU Y=;  
    <y)E>Fl  
     ;;V\"7q'  
       *7" L]6  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 *Oo &}oAj  
     e*]r  
    1. 用于超短脉冲的光栅 9<s4yZF@x  
    ~p*1:ij  
    ;=jr0\|e  
    N[Sb#w`[/  
    →     查看完整应用使用案例     6)e5zKW!?  
    Cd]/  
    2. 设计和建模流程 ^0tw%6:  
    +.Bmkim  
     "tu*YNP\Q  
    1S$h<RIPAc  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 E \{<;S  
    v6uxxsI>Hm  
     #S5`Pd!I  
     
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