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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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    在线infotek
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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。 bg HaheU  
    1=;QWb6  
     N9n1s2;o  
    __ mtZ{  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 sRZ:9de+  
    4iLU "~  
     单光栅分析 JA{YdB;il  
    −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。 CD&m4^X5D  
    −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。 Vd?v"2S(9  
    q~^:S~q  
    %UQ{'JW?K  
     系统内的光栅建模 8zc!g|5"  
    '.K,EM!-~h  
    −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 KvD$`"L/CT  
    −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。 n21$57`4  
     xF/DYXC{8  
    lXPn]iLJ  
    Yjl0Pz .q  
    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。 v)d0MxSC  
     !X8UP{J)L  
    3. 系统中的光栅对准 /J+)P<_A  
    $0*47+f  
    +z D'r5  
     安装光栅堆栈 %8*d)AB:  
    −为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 P\ s+2/  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 ,\M_q">npc  
     堆栈方向 Q'a N|^w"f  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 [;=ky<K0E  
    {@#L'i|  
    84!4Vz^  
    =_dd4`G&<  
    vQ/\BN  
     安装光栅堆栈 ^ <VE5OM  
    - 为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 JKT+ q*V  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 1!`768  
     堆栈方向 w Y. g- 3  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 gkz#kiGF  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 9Bk}g50$#  
    +r$.v|6  
     3b 3cNYP  
    Mak9qaWqF>  
    9-Qtj49  
     横向位置 u-9t s  
    −对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时，必须考虑光栅的横向位置。 +2}(]J=-  
    −例如，激光束（紧密地）聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上，效果可能会大不相同。 GnOo+hB  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 2jZ}VCzRG  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 b(q&}60  
     通过组件定位选项。 tKeO+6l  
    t60/f&A#7H  
    t4k'9Y:\Q  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     W{+0iAYnp  
    9(F?|bfk  
    <e&QTyb  
     单光栅分析 is?&%VY  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 R$fIb}PDr  
     系统内的光栅建模 Gr@{p"./z  
    - 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。 >ij4z N  
    - 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。 $JB:rozE  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 G`#gV"PlC  
     DiQkT R  
     Z{ Zox[/  
    tN3 {7'\7  
    5. 光栅级次通道选择 _*$B|%k   
    .r|vz6tU?  
    ')<FLCFwT  
     方向 fF>qU-  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 =Xjuz:9D~  
     衍射级次选择 'HWgvmw(  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 /e sk  
    - 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。 J8v:a`bX&  
     备注 ;v +uv f  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 6+;2B<II  
    0^&R7Rv c  
     TJ[jZuT:  
    Mto~ /  
    6. 光栅的角度响应 '+I 2$xE  
    CotMV^   
    a^T4\  
     衍射特性的相关性 T7,Gf({  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 ~`>26BWQz  
    - 对于不同的波长/偏振，衍射效率也不同，并且对于不同的入射角，衍射效率也不相同。 c^Gwri4  
    - 为了解决与角度有关的衍射行为，可能需要指定k域中的采样点（等效于角度空间） .(dmuV9  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 C$RAJ  
    #or oY.o  
     :$cSQ(q9a  
    HA.NZkq.tV  
    示例＃1：光栅物体的成像 gqdB!l4  
     )]b@eGNGj  
    1. 摘要 `?o1cf A  
     mz VuQ  
     y5Wqu9C\Io  
    ckjVa\  
    → 查看完整应用使用案例     %cr]ZR  
    aHPSnB&  
    2. 光栅配置与对准 YV3TxvXMR  
       x$5nLS2.  
    KpbZnW}g  
    &8_f'+i0  
     SeZT4y*=  
    c7l!G~yx'  
     (-' 0g@0UA  
    3. 光栅级次通道的选择 -m'3L7:  
    #:vDBP05.m  
     :Y J7J4  
       af?\kBm  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 _/]:=_bf_z  
     /Xu;/MMpd3  
    1. 光栅配置和对准 QVG0>,+}$  
    3^A/`8R7K  
     >.O*gv/ _  
    _KM$u>B8  
    → 查看完整应用使用案例 ;+ C o!L  
     ,'1Olu{v[s  
    2. 基底处理 (:y,CsR}4  
    w-'D*dOi  
     3dX=xuQ%/  
    Ef_F#X0#  
    3. 谐振波导光栅的角响应 bco[L@6G$  
    8MeO U  
     S QM(8*:X  
    17n+4J]  
    4. 谐振波导光栅的角响应 5y[b8mur  
    @!&Jgg53G  
     }[KDE{,V  
       [aWDD[#j~  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 p-i.ITRS  
     0x]OF8=J  
    1. 用于超短脉冲的光栅 ){Ciu[h  
    g]==!!^<D  
    w$b+R8.n)  
    N[a ljC-R  
    →     查看完整应用使用案例     47C(\\  
    *< $c =  
    2. 设计和建模流程 @`IXu$Wm(  
    .o\;,l2  
     ;* wT,2;  
    w;yiX<t<  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 M}=s3[d(,  
    409x!d~it  
     cXOje"5i  
     
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