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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。 n_Hn k4  
    .W+4sax:  
     [Z G j7  
    x2&! PpM  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 H=BR -  
    v*]Xur6e}  
     单光栅分析 'nDT.i  
    −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。 5sCk y)N  
    −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。 gLxy RbVI  
    gGdYh.K&e5  
    ?d#(ian  
     系统内的光栅建模 |Gs-9+'y  
    *U^I `j[u  
    −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 ,Y5 4(>>%  
    −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。 1:s~ ]F@  
     @dKf]&h%%  
    ]~M {@h!<  
    +~{nU'  
    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 5r*?Os  
     b`Ek;nYek  
    3. 系统中的光栅对准 >)Z2bCe  
    O xaua  
    ]G&\L~P  
     安装光栅堆栈 44{:UhJkx  
    −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）。 vlyNQ7"%  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 cCKda3v!O  
     堆栈方向 (9_e >2_  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 ^g){)rz|  
    J; Xz'0  
    C4TD@  
    +Ws}a  
    l>P~M50D?{  
     安装光栅堆栈 Jpnp'  
    - 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）。 DYk->)   
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 TEyPlSGG  
     堆栈方向 {"(|oIo{  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 `fVA. %  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 9.}3RAB(cv  
    B>L^XGq  
     ky"7 ^  
    o |.me G  
    jo:p*Q "F  
     横向位置 w8Vzx8  
    −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。 S%|' /cFo  
    −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。 GDe$p;#"9g  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 @d9*<>@:  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 t~#+--(  
     通过组件定位选项。 B|w}z1.  
    KiHAm|,  
    CA~S$H\"  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     [vJosbU;  
    }E_zW.{!  
    8u23@?  
     单光栅分析 :{imRa-  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 >CA1Ub&ls  
     系统内的光栅建模 $S=OmdgR  
    - 但是，任何现实的光栅结构都放置在基底上，使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 v3]M;Y\  
    - 平面建模考虑了菲涅耳损耗，但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 @}}1xP4Sr  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 y!Eh /KD  
    9$t@Gmn  
     A#\X-8/  
    @XJv9aq  
    5. 光栅级次通道选择 ku=q:ry O  
    p[I gnO  
    eVJL|uI|  
     方向 ";%1sK  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 XiUsaoQm3  
     衍射级次选择 C_;6-Q%V  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 ;!Mg,jlQ  
    - 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。 Z.:A26  
     备注 9EQ,|zf'  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 svII =JB  
    {K}+$jzGVt  
     WfI~l)  
    q9Wtu7/  
    6. 光栅的角度响应 gNBI?xs`p  
    D=+sD"<|  
    GR9F^Y)K{  
     衍射特性的相关性 '1IH^<b  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 ^^mi@&ApLD  
    - 对于不同的波长/偏振，衍射效率也不同，并且对于不同的入射角，衍射效率也不相同。 (yVI<Os{a  
    - 为了解决与角度有关的衍射行为，可能需要指定k域中的采样点（等效于角度空间） {643Dz<e  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 B$n\m854  
    qz):YHxT]n  
     \>Q,AyL  
    "^%Il  
    示例＃1：光栅物体的成像 Z7/lFS'~N  
     CK%W +";  
    1. 摘要 q1j[eru  
    7eyh9E!_I  
     _7VU ,  
    Si(?+bda0c  
    → 查看完整应用使用案例     iWEYSi\)n  
    UHwrssX&3  
    2. 光栅配置与对准 G{9y`;  
        G%{jU'2  
    x3 <Lx^;  
    Yy5F'RY  
     o@-cT`HP  
    KA7nncg;,  
     w ;O '6"  
    3. 光栅级次通道的选择 ]cK@nq)  
    )XWL'':bF  
     Smo'&x  
       -rBj-4|"  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 o>h>#!e  
     6kk(FVX  
    1. 光栅配置和对准 _{8boDX#  
    W3#L!&z_wK  
     >jm9x1+C  
    -vQ`}e1  
    → 查看完整应用使用案例 .)Q'j94Q  
     7>TG ]&  
    2. 基底处理 |gNOv;l  
    d p].FS  
     nN: i{t4f  
    #=2~MXa@z7  
    3. 谐振波导光栅的角响应 d4U_Wu&  
    4?cg6WJ'6  
     wrWWXOZ 4  
    ;%&@^;@k%  
    4. 谐振波导光栅的角响应 f#?R!pR  
    DuaOi1Gw  
     ;NEHbLH#F  
       O-RiDYej  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 '?nhpT^  
     ;C3](  
    1. 用于超短脉冲的光栅 QCMF_;aNI  
    W NCdk$  
    GauIe0qV  
    #F kdcY  
    →     查看完整应用使用案例     l)zS}"F,  
    Sn0 Gw  
    2. 设计和建模流程 vU _#(jZ  
    Gh.02  
     iqpy5  
    `R\0g\  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 5_PD ?lg  
    z`W$/tw"  
     u+N[Cgh  
     
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