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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。 Qv<p$Up6  
    Kk,u{EA  
     'YJ~~o  
    6:q,JB@i  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 ~3Za"q*0s  
    zE Ly1v\"  
     单光栅分析 jwg*\HO,s  
    −通过主窗口“光栅”菜单，可以进入仅针对光栅的特殊评估环境。 "g*`G<W_s  
    −它有助于分析和可视化光栅的衍射特性，例如衍射角度和效率。 nsM. `s@V  
    Ng2Z7k  
    <KJ|U0/jGd  
     系统内的光栅建模 |l-O e  
    D~FIv  
    −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 /BN=Kl]  
    −这样可以对系统内的光栅进行建模，从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。 Y4+ ]5;B8  
     w9StW9 4p  
    kRr/x-"  
    ^ E_chx-e}  
    两种建模方法通常可以一起使用，如先优化光栅结构本身，然后将其插入系统。 _f~$iY  
     JAM]neKiX  
    3. 系统中的光栅对准 86eaX+F  
    iL!4r]~H  
    DS9-i2  
     安装光栅堆栈  6HPuCP  
    −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）。 GO.7IL{ {  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 Z^BZH/I?  
     堆栈方向 P 'o]#Az  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 /'zXb_R,$  
    -Mf-8zw8G  
    YCVT0d  
    xLb=^Xjec  
    3<l}gB'S[  
     安装光栅堆栈 x:Q$1&3N  
    - 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）。 >xA( *7  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 ,:#h;4!VRF  
     堆栈方向 7[mP@ {  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 P#MUS_x  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 /;T tMQt  
    ,xR u74  
     Y78DYbU.  
    $ce*W 9`  
    _#Lq~02 %  
     横向位置 $=X>5B  
    −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。 PJ=|g7I  
    −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。 E3(o}O  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 ?D,j!Hy  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 #C'E'g0  
     通过组件定位选项。 EM@EB< pRX  
    h4=mGJpm  
    sIbPMu`&U  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     yJ `{\7Uqg  
    Z4:^#98c.  
    +6}CNC9Mp  
     单光栅分析 acar-11_o/  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 ?bu=QV@  
     系统内的光栅建模 L7nG5i  
    - 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。 GIT"J}b}  
    - 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。 $-|$4lrS  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 }I MV@z B  
    9 ~$E+ m(  
     :>0,MO.^~K  
    .XkD2~;  
    5. 光栅级次通道选择 *wsZ aQ  
    u.G aMl4 (  
    p] N/]2rR  
     方向 4"3.7.<Q`  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 '/9q7?[E!  
     衍射级次选择 KX3A|  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 s|:1z"q  
    - 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。 x%O6/rl  
     备注 `8tstWYa]Y  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 OHW|?hI=[  
    @Kn@j D;  
     Q&+)Kp]A  
    R#.H&#  
    6. 光栅的角度响应 s&'FaqE  
    7 , _b  
    T$AVMVq  
     衍射特性的相关性 ]T&d_~l   
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 49<t2^1q  
    - 对于不同的波长/偏振，衍射效率也不同，并且对于不同的入射角，衍射效率也不相同。 hg:$H9\%  
    - 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） (2QfH$HEk  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 Gg]Jp:GF  
    ho B[L}<c  
     QSn18V>{  
    +]z Rn  
    示例＃1：光栅物体的成像 $.:x3TsA  
     %3|/t-US  
    1. 摘要 H3`.Y$z  
    |W$|og'wC  
     n)Cr<^j  
    M# -E  
    → 查看完整应用使用案例     WRAL/  
    1X`,7B@pz  
    2. 光栅配置与对准 z]C=nXb k  
       1 ?Zw  
    Ziub%C[oV  
    zUNUH^Il  
     #B6f{D[pI  
    u??ti OK{  
     ~(yW#'G  
    3. 光栅级次通道的选择 6O.kKhk  
    q,%Fvcmx+e  
     ;Zj(**#H  
       >Yk|(!v  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 L;y BZLM  
     _Y/*e<bU  
    1. 光栅配置和对准 $$W2{vr7+  
    ~tV7yY|zr  
     'RF`XX  
    12hD*,A5j  
    → 查看完整应用使用案例 q8-hbWNm4  
     -Ah&|!/  
    2. 基底处理 8O(L;&h  
    @D=%J!!*  
     t+q;}ZvG  
    zK1]o-wSAT  
    3. 谐振波导光栅的角响应 Ycq )$7p  
    *RVCz|0%w  
     Lj#xZ!mQS  
    nCp_RJu  
    4. 谐振波导光栅的角响应 $pAVTz  
    5 r_Z3/%  
     }{=}^c"t'  
       ($/l_F  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 S w%6-  
     NWPT89@l  
    1. 用于超短脉冲的光栅 jpS$5Ct  
    U{bv|vF  
    +kEM%z  
    ~m,~;  
    →     查看完整应用使用案例     kaiK1/W0;  
    /\uopa  
    2. 设计和建模流程 %8%|6^,  
    44B D2`nF  
     w0Ex}  
    i=]R1yP  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 n}e%c B  
    gPc1oc(  
     WQze|b %  
     
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