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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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    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。 xC;$/u%'  
    _ux 6SIyp`  
     * )]SsM1  
    O1#rCFC|y  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 dN*<dz+4r  
    %oor7 -l  
     单光栅分析 DBmcvC  
    −通过主窗口“光栅”菜单，可以进入仅针对光栅的特殊评估环境。 Fah}#,  
    −它有助于分析和可视化光栅的衍射特性，例如衍射角度和效率。 6  09=o+  
    W)4xO>ck*3  
    |e< U%v  
     系统内的光栅建模 q',a7Tf:  
    xBw"RCBz^  
    −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 +^69>L2V  
    −这样可以对系统内的光栅进行建模，从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。 RmNF]"3%  
     ]ipVN  
    )d.7xY7!  
    Cn`% *w  
    两种建模方法通常可以一起使用，如先优化光栅结构本身，然后将其插入系统。 |d`?wm-  
      zIAMM  
    3. 系统中的光栅对准 ~r>UjC_ B:  
    _ SFD}w3b$  
    (u'/tNGS  
     安装光栅堆栈 #ASu SQ  
    −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）。 >y8Z{ALQ5  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 6nq.~f2`  
     堆栈方向 {W4t]Ff  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 &YMVoyVD  
    =:0(&NCRq  
    ud#8`/!mq  
    a0LX<}   
    uBMNkN8  
     安装光栅堆栈 B+B v(p  
    - 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）。 :YI>AaYWDO  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 sO6t8)$b  
     堆栈方向 ~w*ojI  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 '{u#:TTj  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 'K"*4B^3  
    |$w-}$jq5  
     Qp?+_<{  
    bG&qgbN>  
     Uh8ieb  
     横向位置 PJ.jgN(r  
    −对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时，必须考虑光栅的横向位置。 ge?ymaU$a  
    −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。 ]s S oIT  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 ropiyT9;  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 !'MD8  
     通过组件定位选项。 sI'HS+~pU  
    1lQ1 0J  
    a[!d)Y:zx  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     N~kYT\$b#  
    ;5l|-&{@*  
    atAA[~  
     单光栅分析 g!8lW   
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 )gLasR.1  
     系统内的光栅建模 v%- V|L  
    - 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。 #lC{R^SL  
    - 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。 j%h Y0   
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 wz#n$W3mGf  
    srkOa d  
     ]mh+4k?b  
    <am7t[G."  
    5. 光栅级次通道选择  zVa+5\Q  
    X[ (J!"+  
    [)u(\nfGX  
     方向 zK92:+^C   
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 <coCu0  
     衍射级次选择 pp`U]Q5"gX  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 ;CZcY] ol  
    - 并非总是需要考虑所有衍射级，建议仅使用感兴趣的衍射级。 HXQ rtJ  
     备注 =R"tnjR  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 7q=0]Hrg(D  
    *S4P'JSY  
     QMY4%uyY!  
    8(;i~f:bCW  
    6. 光栅的角度响应 IA4(^-9  
    l:"*]m7o_  
    jFv<]D%A[  
     衍射特性的相关性 SAJ=)h~  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 D=vq<X'  
    - 对于不同的波长/偏振，衍射效率也不同，并且对于不同的入射角，衍射效率也不相同。 .#J3UZ  
    - 为了解决与角度有关的衍射行为，可能需要指定k域中的采样点（等效于角度空间） QAwj]_  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 Zv\b`Cf}  
    ZM?r1Z4  
     (ce NVo&  
    U8KY/!XZ  
    示例＃1：光栅物体的成像 -EaZ<d[|0  
     dFFqs&cQ  
    1. 摘要 0Kk*~gR?  
    POXn6R!mM1  
     {  9$Q|XK  
    ($W 5fbu  
    → 查看完整应用使用案例     am3E7u/  
    $ZO<8|bW  
    2. 光栅配置与对准 aO%FQ)BT  
       y~jIA p  
    Z B&Uhi  
    Z(M)2  
     eHe /w9`$R  
    )}!'VIe^!  
     Uzn|)OfWP  
    3. 光栅级次通道的选择 !.$P`wKr  
    |GQ$UB  
     5.#9}]  
       =[+&({  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 5qEdN  
     F4%[R)  
    1. 光栅配置和对准 z]AS@}wWqg  
    ;hJ*u  
     J|24I4  
    hp4(f W  
    → 查看完整应用使用案例 ie5ijkxZ(  
     MA# !<b('  
    2. 基底处理 TWEqv<c  
    `&zobbwq  
     ^)l@7XxD  
    T+h{Aeg  
    3. 谐振波导光栅的角响应 reJ?38(  
    H> iZVE  
     D  .R  
    ,{*fOpn  
    4. 谐振波导光栅的角响应 #!,`EU  
    5q`)jd!*)  
     {Y%=/ba W  
       Bqlc+d:  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 F$ p*G][  
     >%dAqYi $  
    1. 用于超短脉冲的光栅 B1#>$"_0}=  
    IFofF Xv_  
    <9tG_  
    / i2-h  
    →     查看完整应用使用案例     xH#a|iT?(  
    Yj/nzTVJ[  
    2. 设计和建模流程 nY-9 1q?Y  
    fZ:rz;tM  
     aB6LAb2z;T  
    /~cL L  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 >/kG5]zxY  
    'N ::MN  
     c$:=d4t5$  
     
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