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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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    光币
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    光券
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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。 'E{n1[b  
    ;/ iBP2  
     }dl[~iKW  
    :Rh?#yO 5  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 F_9eju^|  
    Q2c|sK8  
     单光栅分析 .a%D:4GYR  
    −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。 k !S0-/ h  
    −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。 0UEEvD5  
    8,Jjv*  
    S <C'#vj  
     系统内的光栅建模 j~(s3pSCo  
    B \U9F5  
    −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 U{vt9t  
    −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。 0j^QY6  
     $^Is|]^  
    7~@9=e8G  
    VQ5D?^'0/  
    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。 g\CRx^s  
     B? $9M9  
    3. 系统中的光栅对准 PuvC MD  
    ra L!}  
    iGxlB  
     安装光栅堆栈 4l/hh|3@  
    −为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 x;&01@m.  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 eI8rnp( Ia  
     堆栈方向 vUEG0{8l  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 (yjx+K_[  
    "P) f,n  
    4K_rL{s0U  
    _i_^s0J  
    `0 .<  
     安装光栅堆栈 i6L>,^Dg  
    - 为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 Zd~'%(q  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 8$k`bZ  
     堆栈方向 woCmpCN*I  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 <L4.*  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 X]^FHYjhS  
    D=hy[sDBw  
     y0!-].5UH  
    pCXceNFo  
    ]ZV.@% +  
     横向位置 KxyD{W1  
    −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。 ,$i2vGd  
    −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。 bC_qoI<  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 4+rr3 $AY  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 >o=O^:/L  
     通过组件定位选项。 qH#?, sK ^  
    #&fi[|%X$  
    q"Ct=d  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     Yp*Dd}n`  
    }e/#dMEi  
    *P\$<4l  
     单光栅分析 ,8=`Y9#  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 Ri[ v(Zf  
     系统内的光栅建模 G~z=,72  
    - 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。 MIV<"A  
    - 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#t^:%   
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 >K|<hzZ  
    I-?PTr  
     ~.FeLWP  
    >XTDN  
    5. 光栅级次通道选择 OV@MT^  
    vBP 5n  
    U +c ?x2\  
     方向 )4nf={iM  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 4b\R@Knu  
     衍射级次选择 +JyD W%a:L  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 &@g~o0  
    - 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。 (d9G`  
     备注 EC`!&Yp+  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 \nfjz\"R?b  
    Ge'[AhA  
     Ijg //=  
    LS"_-4I}  
    6. 光栅的角度响应 t@#+vs@  
    Eo\pNz#)  
    pr;n~E 'kq  
     衍射特性的相关性 |M8FMH[_  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 rI'kGqU  
    - 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。 &ikPa,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） ~__r- z  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 /$EX -!ie  
    [8kufMY|  
     vkR,Sn  
    `, lnBP3D"  
    示例＃1：光栅物体的成像 4Nb&(p  
     %`]&c)&#Z  
    1. 摘要 r$8(Q'  
    jDO"?@+  
     Quq X4  
    M]5)u=}S-  
    → 查看完整应用使用案例     =&_Y=>rA]0  
    sYfiC`9SO  
    2. 光栅配置与对准 0uZL*4A+C  
       c"wk_ #  
    a)o-6  
    !#NGGIp;  
     E;o "^[we  
    zfsGf 'U  
     ydZS^BqG  
    3. 光栅级次通道的选择 Qhc>,v)  
    4MFdhJoN  
     > w-fsL  
       -X]?ql*%`  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 .or1*-B K  
     (kYwD  
    1. 光栅配置和对准 ["u:_2!4P  
    /bSAVSKR  
     hZwbYvu  
    \yE*nZ  
    → 查看完整应用使用案例 dzbFUDJ  
     JS!`eO/8  
    2. 基底处理 #5 %\~ f  
    n40&4n  
     nOm-Yb+F  
    h,fC-+H5  
    3. 谐振波导光栅的角响应 3oQ?VP  
    (i.7\$4  
     i)1013b  
    Zk+c9,q  
    4. 谐振波导光栅的角响应 |?gO@?KDZ  
    k .#I ;7  
     m\.(-  
       ,]LsX"u  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 xbNL <3"a  
     y5/LH~&Ov  
    1. 用于超短脉冲的光栅 J=?P`\h  
    (:|rCZC  
    5OM*NT t  
    WbwS!F<au  
    →     查看完整应用使用案例     $/FL)m8.3  
    <hBd #J  
    2. 设计和建模流程 bjr()NM1  
    3 +WmM4|  
     C@P*:L_  
    ..fbRt  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 DyCnL@  
    vUR@P  -  
     F T$x#>  
     
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