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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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    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。 QA3/   
    t)f-mQz)  
     5] 5 KB;  
    ! | #83  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 :e<7d8E5n{  
    g%nl!dgS  
     单光栅分析 A1 "SLFY  
    −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。 cPDQ1qre!  
    −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。 ]QVNn?PA8  
    rx0~`cVV:  
    I%j_"r9-I  
     系统内的光栅建模 l12{fpm  
    z^<L(/rg9"  
    −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 h[o6-f<D  
    −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。 q1?&Ev^  
     ZfrVjUB  
    -fS.9+k0/  
    n_?tN\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。 T 20&F  
     w[tmCn+  
    3. 系统中的光栅对准 iOAbaPN  
    ]hos+;4p  
    2*w0t:Yx e  
     安装光栅堆栈 #@HF<'H}mu  
    −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）。 i4JqT\q  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 bKg8rK u  
     堆栈方向 >P6BW  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 FMA6_fju4  
    Xpe)PXb  
    yAL[[  
    i4Lc$20?d  
    I/Jb!R ~  
     安装光栅堆栈 -Eu6U`"(  
    - 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）。 $odso;Hn  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 86]p#n_>Fv  
     堆栈方向 wLc4Dm*V  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 7f rTTSZ  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 f+8wl!M+6  
    h8Yx#4  
     "&/-N[is  
    Xs: 3'ua  
    OnQdq^UB  
     横向位置 _XCOSomL`  
    −对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时，必须考虑光栅的横向位置。 .X# `k  
    −例如，激光束（紧密地）聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上，效果可能会大不相同。 hn#1%p6t  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 y;_% W  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 i&{DOI%w  
     通过组件定位选项。 MxT-1&XL  
    p w8 s8?  
    O T.*pk+<)  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     C74a(Bk}H  
    o2<#s)GpY  
    jv&*uYm  
     单光栅分析 M#(+c_(r  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 ;4Y%PV z~D  
     系统内的光栅建模 Z&;uh_EC  
    - 但是，任何现实的光栅结构都放置在基底上，使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 6I@h9uIsze  
    - 平面建模考虑了菲涅耳损耗，但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 ;L']e"G  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 uj :%#u  
    ?@E!u|]K  
     w!fE;H8w6  
    dKdj`wB  
    5. 光栅级次通道选择 (J z1vEEV  
    0#nPbe,Lj  
    ,7<f9 EVY  
     方向 #O+),,WS  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 :j+ ZI3@  
     衍射级次选择 sBcPq SMby  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 ?Y@N`S  
    - 并非总是需要考虑所有衍射级，建议仅使用感兴趣的衍射级。 |`.([2  
     备注 y3fGWa*7e  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 A!h`]%0B  
    j KoG7HH  
     rk #sy$  
    @)fd}tV  
    6. 光栅的角度响应 ZpnxecJUJ  
    R6]Gk)5  
    :Of^xj>A  
     衍射特性的相关性 UEguF &  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 \--8lH -K  
    - 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。 "'t0h{W r8  
    - 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） 1,% R;7J=g  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 +mn ,F};  
    T\D}kQM  
     L U={")TdQ  
    tNbN7yI  
    示例＃1：光栅物体的成像 PK`D8)=u  
     2+e}*&iQpp  
    1. 摘要 ee^{hQi  
    8|\8O@  
     Sy0$z39  
    K1M%!JKh)x  
    → 查看完整应用使用案例     0 eDHu  
    t:'Mh9h7u  
    2. 光栅配置与对准 bcE._9@@  
       .oeX"6K  
    ,,q10iF  
    QC}CRkp  
     (2$p{Uf  
    KV0]m^@x  
     %`1q-,>v  
    3. 光栅级次通道的选择 ZzJ?L4J5v  
    U_I5fK =  
     |xdsl,  
       6\q]rfQ  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 K3#@SY j  
     dtRwTUMe?  
    1. 光栅配置和对准 b?tB(if!I  
    %D\[*  
     x"~8*V'0  
    #."-#"0  
    → 查看完整应用使用案例 Q7jb'y$ozO  
     z`f($t[  
    2. 基底处理 #_^Lb]jkM  
     Ac2n  
     2y;Skp  
    ix)M`F%P3  
    3. 谐振波导光栅的角响应 $QLcH;+7t  
    __G?0*3G  
     5YeM%%-S  
    gG(fQ 89U"  
    4. 谐振波导光栅的角响应 P2#XKG  
    i:Y^{\Z?V  
     1mOh{:1u  
       7QiIiWqIWC  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 vqDu(6!2  
     o,AAC  
    1. 用于超短脉冲的光栅 !>..Q)z  
    | *2w5iR  
    oAODp!_c  
    _E@2ZnD2  
    →     查看完整应用使用案例     rWa2pO  
    MyJ%`@+1  
    2. 设计和建模流程 Jh,]r?Bd  
    IP xiV]c  
     `yrB->|vG  
    qr"3y  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 ;g+N&)n  
    "O3tq =Q  
     cQCSe,$ W  
     
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