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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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    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。 d^y86pq.  
    01o [!nT  
     yH+c#w  
    L, #Byao  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 %2,/jhHL  
    "G@E6{/  
     单光栅分析 EFD?di)s  
    −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。 Qqh^E_O  
    −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。 hu&n=6  
    ~9bv Wd1D  
    Z) t{JHm:  
     系统内的光栅建模 :S#i9# aB  
    <ipWMZae0F  
    −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'X)n$  
    −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。 y%FYXwR{  
     eq{ [?/  
    lj Y  
    !9PX\Xbn  
    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。 Zq^^|[)bA  
     vv!Bo~L1,  
    3. 系统中的光栅对准 A^t"MYX@  
    @??u})^EL  
    8a?IC|~Pz  
     安装光栅堆栈 SbCJ|z#?  
    −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）。 eA1'qww"'  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 =^#0.  
     堆栈方向 E~}[+X@  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 y1nP F&_  
    i"vDRrDe  
    y]w )`}Ax  
    g4i #1V=  
    JOPTc]  
     安装光栅堆栈 }&C dsCM>2  
    - 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）。 *XHj)DC;  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 :bI,rEW#_  
     堆栈方向 TX&[;jsj  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 BL7>dZOa  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 mqubXS;J|P  
    Kjv2J;Xuh  
     ?,!uA)({n  
    G}Gb|sD Zq  
    KLON;  
     横向位置 QP'qG@j[:  
    −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。 r.?qEe8VV  
    −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。 ta@ ISRK  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 3Nc'3NPQ'  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 *Gf&q  
     通过组件定位选项。 3Sk5I%  
    n&(3o6i'  
    8 qn{  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     U-ERhm>uk  
    x,}ez  
    t`h_+p%>  
     单光栅分析 ShsJ_/C2  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 YcPKM@xo  
     系统内的光栅建模 )8 oEs  
    - 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。 :{x!g6bK@  
    - 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。 )gL&   
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 m9 ^m  
    j )<;g(  
     ',:3>{9  
    ^tQPJ  
    5. 光栅级次通道选择 K3j_C` Se  
    C3]\$  
    E*Pz <  
     方向 tX+0 GLz  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 Q S5dP  
     衍射级次选择 &t[z  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 ,G/\@x%  
    - 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。 pM1=U F  
     备注 %g!yccD9  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 0TpBSyx.  
    lO%MyP  
     3| GNi~  
    #8P#^v]H  
    6. 光栅的角度响应 oH!$eAU?  
    l~`txe  
    PWADbu{+  
     衍射特性的相关性 VFQq`!*i  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 NEjPU#@c  
    - 对于不同的波长/偏振，衍射效率也不同，并且对于不同的入射角，衍射效率也不相同。 MtMvpHk  
    - 为了解决与角度有关的衍射行为，可能需要指定k域中的采样点（等效于角度空间） Z&AHM &,yj  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 45]Ym{]  
    #|)JD@;Q  
     LsuAOB 8  
    8<wtf]x  
    示例＃1：光栅物体的成像 0sq=5 BnO  
     `V?x xq\  
    1. 摘要 jydp4ek_n  
    Km|9Too  
     9^6|ta0;0  
    ;u4@iN}p  
    → 查看完整应用使用案例     x@{G(W:W  
    *+_fP|cv  
    2. 光栅配置与对准 =;~%L  
       oO!1  
    dSA [3V  
    M=" WUe_  
     X ,V= od>  
    {hW +^  
     xi Ov$.@q  
    3. 光栅级次通道的选择 .0 R/'!e  
    f;@ b a[  
     d/ 'A\"o+  
       |r)>bY7  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 3{N p 9y.  
     6xDl=*&%  
    1. 光栅配置和对准 sRo<4U0M;l  
    rw}5nv  
     =]5DYRhX]  
    SK2J`*  
    → 查看完整应用使用案例 ~pX(w!^  
     }J'5EAp  
    2. 基底处理 1j${,>4tQ  
    V7K tbL#  
     Mip m&5R  
    ~PU1vbv9T  
    3. 谐振波导光栅的角响应 9TbS>o  
    q/d5P  
     dy8In%  
    ~P"!DaAf  
    4. 谐振波导光栅的角响应 bJG!)3cx  
     *pS7/ Qe  
     rw=UK`  
       E7Gi6w~\  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 Pp JE|[]  
     Oo3qiw  
    1. 用于超短脉冲的光栅 "c! oOaA  
    &2<&X( )  
    1 o  
    Hb@G*L$  
    →     查看完整应用使用案例     c4qp3B_w  
    ZH`K%h0  
    2. 设计和建模流程 lD;,I^Lt6  
    k^'d@1z;C  
     buC m @@o  
    N18diP[C  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 2RSHB o  
    u75)>^:I   
     <g/(wSl  
     
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