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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。 Gq6*SaTk  
    <[phnU^ 8  
     0erNc'e  
    9z0p5)]n>  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 \lY_~*J  
    VQs5"K"  
     单光栅分析 I*&8^ r:A  
    −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。 J05e#-)<K  
    −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。 5bIw?%dk(  
    u y+pP!<  
    dveiQ  
     系统内的光栅建模 Z G:{[sT  
    *#2h/Q.  
    −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 GVz6-T~\>  
    −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。 h 0|s  
     H.;Q+A,8^  
    q| 7(  
    ':q p05t  
    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。 S @Y39  
     edD)TpmE,  
    3. 系统中的光栅对准 0%B/,/PxD  
    9^x> 3Bo  
    Z,=1buSz_  
     安装光栅堆栈 ;|RTx  
    −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）。 [KQi.u  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 jo7\`#(Q  
     堆栈方向 o4;(Zi#Z  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 ~~.}ah/_d  
    b$7 +;I;  
    ~,Qp^"rlW  
    Ni>[D"|  
    NHt\ U9l'  
     安装光栅堆栈 5(2;|I,T  
    - 为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 "7 yD0T)2  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 7=uj2.J6  
     堆栈方向 DDZ@$L!  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 cl1T8vFM  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 ?M2J wAK5  
    6Zo}(^Ovz  
     xk5 ]^yDp  
    +3gp%`c4  
    ("@!>|H  
     横向位置 *a)n62  
    −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 f7  
    −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。 x^ni1=kU  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 5-V pJ  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 l{9Y  
     通过组件定位选项。 \['Cj*ek  
    VTM/hJmwJ  
    +q4O D$}  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     '"^'MXa  
    bcyzhK=  
    y-k.U%  
     单光栅分析 kstIgcI  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 GyIV Hby  
     系统内的光栅建模 @~e5<:|5#  
    - 但是，任何现实的光栅结构都放置在基底上，使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 hxx.9x>ow  
    - 平面建模考虑了菲涅耳损耗，但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 6863xOv{T  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 mw!F{pw  
    _t$sgz&  
     3]>|  i  
    /z!%d%"  
    5. 光栅级次通道选择 F2WKd1U  
    qM`}{ /i  
    [ 3Gf2_  
     方向 7v kL1IA  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 0[`^\Mv4y  
     衍射级次选择 _#niyW+?~  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 r$1Qf}J3=  
    - 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。 s1rCpzK0  
     备注 $ `c:&  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 vd ZW%-A&\  
    m*pJBZxd  
     #R"*c hLV  
    M{@(G5  
    6. 光栅的角度响应 YVU7wW,1  
    Ulyue  
    P?\6@_ Z  
     衍射特性的相关性 M7T5 ~/4  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 /(cPfZZ  
    - 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。 pkzaNY/q  
    - 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） zdYjF|  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 8r{.jFGv  
    }pYqWTG  
     +R&gqja  
    vt8By@]:  
    示例＃1：光栅物体的成像 2 nCA<&  
     JI}'dU>*U:  
    1. 摘要 Pal=F0-Q\  
    [6fQ7uFMM8  
      )2.Si#  
    nKY6[|!#  
    → 查看完整应用使用案例     =  [E  
    +whDU2 "  
    2. 光栅配置与对准 siI;"?  
       bw7@5=?;  
    DU S6SO  
    QV!up^Zso  
     v+XJ*N[W  
    3S{ />1Y  
     RP"kC4~1  
    3. 光栅级次通道的选择 ueudRb  
    ;TYBx24vD'  
     b9krOe *j  
       n S=W1zf  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 ~ }P,.QQ  
     Hka2  
    1. 光栅配置和对准 mt .sucT  
    w<#!h6Y=  
     g#bRT*,L  
    iTwm3V P  
    → 查看完整应用使用案例 Y4-t7UlS;  
     Y]>t[Lo%  
    2. 基底处理 LoV<:|GTI  
    ;u JMG  
     P0@,fd<  
    1?}T=)3+$  
    3. 谐振波导光栅的角响应 V!Uc(  
    ~$'awY  
      ];m_4  
    L0,'mS  
    4. 谐振波导光栅的角响应 l#o ~W`  
    !0+JbZ<%r|  
     [JiH\+XLPs  
       {c'lhUB  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 W1~0_;  
     X'srL j.  
    1. 用于超短脉冲的光栅 %J(:ADu]  
    th_oJcS  
    _>+Ld6.T6  
    T)/eeZ$  
    →     查看完整应用使用案例     fhiM U8(&  
    vXs"Dst  
    2. 设计和建模流程 1}x%%RD_  
    N8jIMb'<  
     `yyG/l  
    [y(MCf19  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 pBHRa?Y5  
    01]f2.5  
     )A6<c%d =x  
     
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