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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
    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。 A9"ho}<  
    {AZW."?  
     =0Nd\  
    Z'\_YbB  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 <_D+'[  
    J~= =<?j:  
     单光栅分析 }{[F+|\>,e  
    −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。 P63f0 F-G  
    −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。 u~K4fP  
    YcIk{_N3  
    $zJ.4NA  
     系统内的光栅建模 hgm`6TQ  
    GR"Jk[W9  
    −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 !a  /  
    −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。 @Fo0uy\ G  
     j}y"  
    WKN\* N<  
    FsD}N k=m~  
    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。 pBHr{/\5  
     YYhRdU/g  
    3. 系统中的光栅对准 .6r&<*  
    ]]Wa.P~]O  
    *dGW=aM#C  
     安装光栅堆栈 I&4|T<j  
    −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）。 8NpQ"0X  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 !bQ5CB  
     堆栈方向 vrH/Z.WD  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 Yk:\oM   
    9]l7 j\L  
    IXg0g<JZ  
    CT/`Kg_  
    a 6[bF  
     安装光栅堆栈 m+CvU?)gJ  
    - 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）。 S/8xo@vct]  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 m,'u_yK  
     堆栈方向 2nk}'HBe  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 dqcfs/XhP  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 @zE_fL  
    p VLfZ?78  
     z1s9[5  
    {eS!cZJ  
    7,Nd[ oL*7  
     横向位置 41$7P[M;  
    −对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时，必须考虑光栅的横向位置。 \T>f+0=4  
    −例如，激光束（紧密地）聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上，效果可能会大不相同。 !YCYmxw#  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 gwNv ;g  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 ZfS-W&6Z  
     通过组件定位选项。 q_JES4ofx  
    \=1k29O  
    @va6,^)  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     V*LpO 8=  
    #k*e>d$  
    '\P6NszY~  
     单光栅分析 H>k=V<  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 jrG@ +" }  
     系统内的光栅建模 jf@#&%AC9  
    - 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。 m;k' j@:  
    - 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。 [/6IEt3}B  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。  ^~?VD  
    7\<#z|  
     [ q22?kT  
    0OP6VZ\  
    5. 光栅级次通道选择 5_#wOz0u$  
    LsoP >vJG  
    ~}(}:#>T  
     方向 aOETmsw  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 kF`2%g+  
     衍射级次选择 )Yy`$`  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 eE+zL ~CE  
    - 并非总是需要考虑所有衍射级，建议仅使用感兴趣的衍射级。 [PdatL2  
     备注 (ybKACx  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 S!0<aFh  
    *q\Ve)E}  
     8W9kd"=U  
    ^F/N-!}q  
    6. 光栅的角度响应 ,aU_bve  
    3t)07(x_B  
    eE '\h  
     衍射特性的相关性 ^/U-(4O05*  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 XnV*MWv  
    - 对于不同的波长/偏振，衍射效率也不同，并且对于不同的入射角，衍射效率也不相同。 K]1A,Q  
    - 为了解决与角度有关的衍射行为，可能需要指定k域中的采样点（等效于角度空间） =bi:<%"  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 ?Bno?\  
    /q0[T{Wz$  
     ia?{]!7$  
    =]K;"  
    示例＃1：光栅物体的成像 |L 11?{ K  
     lQ {k  
    1. 摘要 qk<(iVUO  
    _8v8qT}O~4  
     !uLz%~F  
    `qbf_;\  
    → 查看完整应用使用案例     ,6uON@  
    w^6rgCl  
    2. 光栅配置与对准 HZX(kYV  
       E3@G^Y  
    ycz6-kEp  
    %}elh79H*  
     ?);6]"k:3  
    Z ]V^s8>  
     jdqVS@SD  
    3. 光栅级次通道的选择 >4b:`L  
    W$>srdG0$  
     .76T<j_  
       _bRd2k,  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 OGpy\0%  
     hd0d gc  
    1. 光栅配置和对准 ND $m|V-C  
    SaceIV%(  
     {]BPSj{B  
    c5C 2xE}T  
    → 查看完整应用使用案例 jM]B\cvN  
     TwJiYXHw?  
    2. 基底处理 W5z<+8R  
    <#/r.}.x  
     \]uD"Jqv#  
    K9O%SfshF  
    3. 谐振波导光栅的角响应 g?&_5)&  
    jGy%O3/  
     Mm7;'Zbg  
    :59fb"^$  
    4. 谐振波导光栅的角响应 cetHpU ,  
    ,\8F27  
     G%5bQ|O  
       J< Ljg<t+  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 `s1>7XWf  
     .\)`Xj[?  
    1. 用于超短脉冲的光栅 M~/7thP{  
    1 1Sflj  
    J,q6  
    R. :~e  
    →     查看完整应用使用案例     X?'ShXI  
    Xf 0)i  
    2. 设计和建模流程 3lr9nBR  
    QiO4fS'~W  
     T<XGG_NOl  
    ^V6cx2M  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 5\!t!FL_  
    GO&~)Vh&7  
     /Q]6"nY  
     
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