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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。 %?[0G,JG  
    sYvlf0  
     7r.~L  
    m}S}fH(  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 <(V~eo e  
    e"*ho[  
     单光栅分析 WT3g31  
    −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。 y9=<q%Kc-  
    −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。 " SP6o  
    JZE@W -2  
    \w(0k^<7  
     系统内的光栅建模 wb h=v;  
    |2rOV&@l9  
    −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 6UL9+9[C  
    −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。 ZPz=\^  
     >ffC?5+  
    5r~hs6H  
    #EB Rc4>,  
    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。 joZd  
     3f~znO  
    3. 系统中的光栅对准 UIht`[(z  
    Np+pJc1  
    "V`DhOG&  
     安装光栅堆栈 i->G {_gH  
    −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）。 _={mKKoHs  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 \=&Z_6Mu  
     堆栈方向 =qL^#h83y  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 [nrD4  
    } j;es(~D  
    Nw-U*y  
    _#{qDG=  
    ^=PY6!iW  
     安装光栅堆栈 i'^! SEt  
    - 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）。 XV`8Vb  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 "}H2dn2n  
     堆栈方向 8s-X H  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 VwK7\j V  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 =A$d)&  
    gkKNOus  
     GMoz$c6n_  
    +ef>ek  
    #TH(:I=[  
     横向位置 wx!2/I>  
    −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。 R\/tKZJjb  
    −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。 |B64%w>Y  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 s~ o\j/  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 {SRD\&J[  
     通过组件定位选项。 )p:+!sX(  
    'm-5  
    uss!E!_%,  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     :m/qR74+"  
    ,Z! I^  
    p1mAoVxR  
     单光栅分析 }nO%q6|\V  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 :_,3")-v  
     系统内的光栅建模 W ,v0~  
    - 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。 r)Ml-r =  
    - 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。 giW9b_  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 P.1Z@HC  
    e#F3KLSL`  
     kVG+Wr7l0F  
    '- #QK'p  
    5. 光栅级次通道选择 s|TO9N)pO  
    n1PvZ~^3  
    nHp$5|r<  
     方向 5 [4{1v  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 Dqd2e&a\  
     衍射级次选择 8=?U7aw  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 t"e%'dFv  
    - 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。 kr!>rqN5  
     备注 yF+mJ >kj  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 DNyt_5j&:  
    [kqO6U  
     %afF%y  
    ZjrBOb  
    6. 光栅的角度响应 y>d`cRy  
    t\Qm2Q)>  
    roe_H>  
     衍射特性的相关性 ?@MWV   
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 CUBL/U\=  
    - 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。 _x,(576~  
    - 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） %kgT=<E'  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 r@wE?hK  
    CoWT  
     ((^v sKT  
    ^BW8zu@=O  
    示例＃1：光栅物体的成像 wjT#D|soI  
     \]\h,Y8  
    1. 摘要 lE8_Q*ev  
    7_rDNK@e  
     ,Z7Ky*<j  
    ng6E &<Z  
    → 查看完整应用使用案例     lTtc#  
    =2vZqGO30  
    2. 光栅配置与对准 !<b+7 A  
       ]"j%:fr  
    d(| 4 +^>  
    Mi F( &#  
     s:z  
    [=u@6Y  
     47A[-&y*X  
    3. 光栅级次通道的选择 uv{*f)j/d  
    r|/9'{!  
     u9]M3>  
       ??++0<75  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 r]wy-GT  
     o_ [I#PT  
    1. 光栅配置和对准 :r{W)(mm  
    <xH! Yskc  
     vB5mOXGNq  
    rm|,+ {  
    → 查看完整应用使用案例 2(Yt`3Go(  
     r"\<+$ 7  
    2. 基底处理 W v,?xm  
    N~S#( .}[  
     3jto$_3'w  
     Lu[Hz8  
    3. 谐振波导光栅的角响应 %uo#<Ny/ I  
    >gn@NJ2N  
     ~uB@oKMru  
    F>%,}Y~B:  
    4. 谐振波导光栅的角响应 (+BrC`  
    G,(Xz"`,  
     W4h]4X  
       eq9qE^[Z&  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 U-{3HHA  
     f&&Ao  
    1. 用于超短脉冲的光栅 \D#+0  
    UyF;sw  
    2{g&9  
    OXX D}-t  
    →     查看完整应用使用案例     4~WSIR-  
    i9peQ61{  
    2. 设计和建模流程 I6S>*V  
    ]a:T]x6'  
     F0kQ/x  
    jo0XOs  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 YC*`n3D|'  
    ma`sv<f4-!  
     7EL0!:Pp3  
     
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