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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。 {G&K_~Vj  
    j^llO1i/  
     7SoxsT)  
    }EE  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 9Vxsv*OR,  
    xVuGean Cv  
     单光栅分析 jeN_ sm81b  
    −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。 Jh{(xGA  
    −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。 ^(V!vI*  
    vpv PRwJ  
    & oZI. Qeo  
     系统内的光栅建模 W!4GL>9m}A  
    +I/7eIG?|  
    −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 Y gQ_P4B;  
    −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。 dZ9[wkn  
     ([_ls8  
    w?Nvm?_]  
    *oY59Yf  
    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。 2[[ pd&MJZ  
     Z7JI4"  
    3. 系统中的光栅对准 MkC25  
    tB&D~M6[  
    6NZ3(   
     安装光栅堆栈 RxAWX?9Z  
    −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）。 ]d9;YVAU  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 /jC0[%~jV  
     堆栈方向 1'"o; a]k/  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 !a[ voUS  
    N12K*P[!  
    _{_LTy%[  
    UB|Nx(V s  
    (jPN+yQ  
     安装光栅堆栈 KG'4;Z5J  
    - 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）。 x7L$x=8s  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 4Yt:PN2  
     堆栈方向 +VdYT6{p  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 tU!"CX  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 }bIEWho  
    J}i$ny_3OB  
     5f=e JDo=x  
    Fr,>|  
    FnP/NoZa>  
     横向位置 b}9K"GT  
    −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。 rMTtPuc2  
    −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`*]*O(  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 rD%(*|Y"c  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 j Z3N+_J1  
     通过组件定位选项。 \kzxt/Ow  
    5[al^'y  
    k>K23(X  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     _ Eq:Qbw#  
    /!eC;qp;[  
    67}y/C]<  
     单光栅分析 bRLmJt98P  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 R{8nR0 0|1  
     系统内的光栅建模 Zr;.`(>  
    - 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 z2IAiAs'  
    - 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。 JXftQOn  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 :&2RV_$>=  
    ^gw_Up<e6  
     $$A{|4,aI  
    z/F(z*'v  
    5. 光栅级次通道选择 (vz)GrH>  
    L G,XhN  
    '|J-8"  
     方向 A8e b{qv  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 t<|=-  
     衍射级次选择 mf,mKgfG  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 yHCQY4/  
    - 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。 T d4/3k  
     备注 lh7{2WQ  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 yf3%g\k  
    AcrbR&cvG  
     !b rN)b)f  
    feIAgd},  
    6. 光栅的角度响应 %a8'6^k  
    k#JFDw\  
    ~b3xn T  
     衍射特性的相关性 .Ky<9h.K  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 @s/;y VVq  
    - 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。 ?lR)Hi  
    - 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） &I:X[=;g  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 MZ=U} &F  
    nl*{@R.q @  
     z\_q`43U7  
    KT{ <iz_  
    示例＃1：光栅物体的成像 Q7"KgqpQ3  
      Tx/  
    1. 摘要 ]=WJ%p1l  
    3hO` GM  
     [5)1 4% x  
    v^[tK2&v  
    → 查看完整应用使用案例     `Wn0v2@a(~  
    pF K[b  
    2. 光栅配置与对准 xfkG&&  
       [53@'@26  
    ]'~'V2Ey  
    p|(910OEQ  
     `r_qvrC  
    T"kaOy  
     !ye%A&  
    3. 光栅级次通道的选择 ;L(W'+  
    nP 2rN_:4  
     >^|\wy  
       6}C4 SZ  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 6x*ImhQ.J  
     %[lX  H  
    1. 光栅配置和对准 Jc`LUJT  
    cX7xG U  
     (z ;=3S  
    |oSyyDYWP  
    → 查看完整应用使用案例 ukS@8/eJ  
     *3S,XMS{O  
    2. 基底处理 .g(yTA  
    4)JrOe&k  
     X]C-y,r[M  
    &:akom8  
    3. 谐振波导光栅的角响应 u\Fq\_  
    w gATfygr  
     K+ufcct  
    [g=yuVXNZZ  
    4. 谐振波导光栅的角响应 Va(R*38k  
    F3H)B:  
     oF]0o`U&a  
       N(t1?R/e,  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 3t68cdFlz  
     "4`h -Y  
    1. 用于超短脉冲的光栅 4K0N$9pd:  
    R/ l1$}  
    ll[U-v{  
    TL]2{rf~  
    →     查看完整应用使用案例     wbd>By(T1  
    7k+UCi u>  
    2. 设计和建模流程 |;OM,U2  
    sb4r\[?  
     "*%=k%'  
    hJhdHy=U  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 NkNw9?:#4  
    9g^@dfBV  
     9Hlu%R  
     
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