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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。 Ux/|D_rlf  
    xM+_rU M|h  
     )7aUDsu>4  
    &b__ /o  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 OfE>8*RI4  
    'VMov  
     单光栅分析 KD<smwXjG  
    −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。 (yJY/|  
    −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。 N1',`L5  
     =8o$  
    ^@V; `jsll  
     系统内的光栅建模 "^froQ{"T  
    aAbK{=/y_!  
    −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 7^oO N+=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。 74wDf  
     ShIJ6LZ  
    LJ8 t@ui  
    > eC>sTPQ{  
    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。 sBq-"YcjR  
     XfYbWR  
    3. 系统中的光栅对准 FHK{cE  
    f 0|wN\  
    b)[2t^zG  
     安装光栅堆栈 /g]NC?  
    −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）。 gX%"Ki7.  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 c 98^~vR]]  
     堆栈方向 c%+_~iBUN  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 3a\De(;  
    \[J\I  
    Dq~ \U&U\$  
    sd5)We  
    W]W[oTJ5  
     安装光栅堆栈 +:_;K_h  
    - 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）。 FKH_o  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 RxYC]R^78  
     堆栈方向 W%wc@.P  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 vf@toYc[E  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 "?M)2,:A  
    Y6E0-bL@Fe  
     V<i_YLYmJe  
    Y-s6Z \  
    'Ul^V  
     横向位置 @$|8zPs  
    −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。 UrmnHc>}c  
    −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。 Djr/!j  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 $vLGX>H  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 Gspb\HJ^  
     通过组件定位选项。  X@Bg_9\i  
    C klIrD{  
    |4j'KM;U  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     |%g)H,6c  
    ANRZQpnXQ  
    $Xr4=9(|7  
     单光栅分析 +7 mUX  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 6ltV}Wt-  
     系统内的光栅建模 J(Fk@{!F.*  
    - 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。 =lmelo#m&  
    - 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。 v:gdG|n"  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 )E*-  
    yTR5*{?j  
     9yK\<6}}QH  
    oi7Y?hTj  
    5. 光栅级次通道选择 .^wBv 'Y  
    r@c!M|m@  
    c{3P|O&.  
     方向 cz1 m05E  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 #('GGzL6c  
     衍射级次选择 u)[i'ceQZ:  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 2<E@f0BVAy  
    - 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。 G2dPm}sZG  
     备注 T}jW,Ost  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 )S9}uOG#  
    k{ $,FQ4  
     o0_H(j?  
    ;o?o92d  
    6. 光栅的角度响应 Zm vtUma  
    &],O\TAul  
    -XfGF<}r  
     衍射特性的相关性 lXRB"z  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 c1xX)cF  
    - 对于不同的波长/偏振，衍射效率也不同，并且对于不同的入射角，衍射效率也不相同。 (_R!:H(]m  
    - 为了解决与角度有关的衍射行为，可能需要指定k域中的采样点（等效于角度空间） ? CU;  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 -Dwe,N"{2  
    /jSb ^1\  
     ma6Wr !J  
    }_D{|! !!T  
    示例＃1：光栅物体的成像 N}Or+:"O:q  
     P6)d#M  
    1. 摘要 [W99}bi$  
    Pf~0JNnc  
     Rl'xEtaN  
    SC--jhDZ  
    → 查看完整应用使用案例     +hcJ!$J7  
    Of#"nu  
    2. 光栅配置与对准 f\z9?Z(~  
       wj8\eK)]L  
    ]} pAZd  
    (!a\23  
     ypNeTR$4  
    w+{{4<+cd  
     p7L6~IN  
    3. 光栅级次通道的选择 C't%e  
    (`<B#D;  
     ]d*O>Pm  
       c^R "g)gr  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 212 =+k  
     P0rdGf 5T  
    1. 光栅配置和对准 %;#9lkOXWH  
    N6v*X+4JH  
     O]l-4X#8F  
    _zLEHEZ-  
    → 查看完整应用使用案例 qc3?Aplj  
     I#xhmsF  
    2. 基底处理 *7qa]i^]  
    =H"%{VeC5  
     _he~Y2zFz  
    V/ZWyYxjLi  
    3. 谐振波导光栅的角响应 9Dyw4'W.N  
     aqwW`\  
     mG%cE(j*D  
    nTsPX Tat  
    4. 谐振波导光栅的角响应 Y5TBWcGU%  
    7N0m7SC  
     7KtgR=-Lb  
       fVq,?  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 z]sQ3"cmX  
     QzYaxNGv  
    1. 用于超短脉冲的光栅 .>'J ^^  
    hG3RZN#ejq  
    +PO& z!F  
    G+iJS!=  
    →     查看完整应用使用案例     2Mu(GUe;  
    CF5%&B  
    2. 设计和建模流程 _K~?{".  
    'YEiT#+/  
     P2)g%$ME  
    %;`3I$  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 !p)cP"fa  
    hflDVGBW  
     u[!Ex=9W  
     
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