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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
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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。 O9yQ9sl  
    rh l5r"%  
     g0U ?s  
    3*TS 4xX  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 @&W?e?O ~G  
     e.GzGX  
     单光栅分析 Ja&%J:  
    −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。 {LeEnh-  
    −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。 ]O\W<'+V  
    o|W? a#_\  
    ~z}au"k  
     系统内的光栅建模 F1=+<]!  
    "J1ar.li  
    −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 >`uSNY"tO  
    −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。 8#Z5-",iw  
     Dn3~8  
    N [u Xo  
    0R]CI  
    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。 %ze1ZWO{  
     |@HdTGD  
    3. 系统中的光栅对准 aVYUk7_<  
    \d+HYLAJn  
    F%d"gF0qu  
     安装光栅堆栈 #c>MUC(?s:  
    −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）。 }BrE|'.j'  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 <.B s`P  
     堆栈方向 `[\phv  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 #0D.37R+k  
    }(K6 YL  
    N96BWgT  
    j#f&!&G5<&  
    ,Tl5@RN  
     安装光栅堆栈 GvOAs-$  
    - 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）。 eNFUjDm  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 \ c&)8.r  
     堆栈方向 (O2HB-<rY  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 U08?*{  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 F/SsiUBS  
    u&xK>7  
     yp^*TD/J  
    )1}g7:  
    0gD0}nH  
     横向位置 d 6EY'*0  
    −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。 i@Zj 7#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。 h.;CL#s  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 ?myXG92  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 7y Te]O  
     通过组件定位选项。 O97bgj]  
    1qe^rz|  
    mN 6`8 [  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     X); Zm7  
    ^&H=dYcV>/  
    i q:Q$z&  
     单光栅分析 Sp,Q,Q4  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 E$Pjp oQTf  
     系统内的光栅建模 BpG'e-2  
    - 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。 `;CU[Ps?]  
    - 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。 FraW6T}_  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 bV*zMoD#  
    s@LNQ|'kO  
     X,+}syK  
    _|B&v  
    5. 光栅级次通道选择 y32++b!  
    uyt-q|83=  
    u7&'3ef  
     方向 lp-Zx[#`}C  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 oz6+rM6MY  
     衍射级次选择 YG~ o  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 0"psKf'  
    - 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。 qmeml_(W  
     备注 mv*T=N8fC  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 OsL%SKs|  
    ]esLAo  
     .*~u  
    }K80G~O2<  
    6. 光栅的角度响应 #2R%H.*t  
    zk'K.! `^  
    2{B(j&{  
     衍射特性的相关性 C%_  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 2HGD{;6>v{  
    - 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。 rk,1am:cg  
    - 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） )YMlF zYr  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 w;@25= |  
    rgdQR^!l6  
     E< CxKY9  
    xGEmrE<;  
    示例＃1：光栅物体的成像 TDFO9%2c  
     Bd9hf`% 2  
    1. 摘要 fj-pNl6Gf  
    ?QSx8d  
     [s{r$!Gl  
    Z1$];Q\cX  
    → 查看完整应用使用案例     Wx?&igh  
    'uf2 nUo  
    2. 光栅配置与对准 "bR'Bt  
       x`+ l#  
    noh|/sPMD  
    c@9Z&2)  
     HIX=MprL<  
     =Etwa  
     0^}'+t,lc  
    3. 光栅级次通道的选择 Ue3B+k9w  
    Vv]$\`d#  
     |Sr\jUIWn  
       te;Ox!B&  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 1rv$?=Z  
     974eY  
    1. 光栅配置和对准 P 0Efh?oZ  
    x'2 ,sE  
     }*.:Hv"  
    A3"1D  
    → 查看完整应用使用案例 nR o=J5tY  
     AGEZ8(h  
    2. 基底处理 +2EHmuJ;  
    : _^0'ULP  
     gj[ >p=Wn  
    dqD;y#/  
    3. 谐振波导光栅的角响应 D(qHf9  
    bk7^%O>  
     f^!11/Wv  
    L{2b0Zh'  
    4. 谐振波导光栅的角响应 c>S"`r  
    Kd/[ Bs%  
     Sf'i{xye  
       (F,(]71Z+  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 ,b6kTQq  
     [_ M6/  
    1. 用于超短脉冲的光栅 gH i~nEH  
    'f-   
    6%ZHP?  
    5;F P.{+  
    →     查看完整应用使用案例     #)_J)/h  
    h4Xc Kv+  
    2. 设计和建模流程 ;23=p=/h  
    X2 \E9hJg  
     rWoe ?g  
    OgEUq''  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 S9G8aea/  
    rDIhpT)a  
     e=gboR  
     
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