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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。 t`'iU$:1f  
    \VMD$zZx  
     BI?@1q}:  
    V&]DzjT/  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 ikBYd }5  
     =SOe}!  
     单光栅分析 Scm36sT{  
    −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。 NG&_?|OmV  
    −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。 H5cV5E0  
    o KD/rI  
    abNV4 ,M  
     系统内的光栅建模 Lw7=+h)  
    ^i)hm  
    −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 U).*q?.z  
    −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。 FbnO/! $8  
     -~" :f8  
    f;SC{2f  
    y4:H3Sk  
    两种建模方法通常可以一起使用，如先优化光栅结构本身，然后将其插入系统。  ,B<l  
     <AlZ]~Yct  
    3. 系统中的光栅对准 |H}m4-+*  
    x]mxD|?f  
    AGP("U'u  
     安装光栅堆栈 ^I6^g  
    −为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 pg+[y<B  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 l&YKD,H};  
     堆栈方向 I:V0Xxz5t  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 y7i%W4  
    F(#rQ_z]  
    x_!0.SU  
    g$:Xuw1  
    JPM))4YDR  
     安装光栅堆栈 6C4'BCYW(  
    - 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）。 \,Lo>G`!  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 tGdf/aTjy  
     堆栈方向 XNM a0  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 kU-t7'?4  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 Z4$cyL'$P  
    d1@%W;qX!  
     ;;$#)b  
    /y7M lU9  
    if;71ZE  
     横向位置 PfS:AI y  
    −对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时，必须考虑光栅的横向位置。 vzel#  
    −例如，激光束（紧密地）聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上，效果可能会大不相同。 @4(k(  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 U'UQ|%5f  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 I2$T"K:eo  
     通过组件定位选项。 Sw`RBN[ yo  
    1T_QX9  
    I|-p3g8\  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     +(D$9{y   
    8l?piig#  
    {y]mk?j  
     单光栅分析 zOEY6lAwI  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 SjjIr ^  
     系统内的光栅建模 1pv}]&X  
    - 但是，任何现实的光栅结构都放置在基底上，使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 H+}"q$  
    - 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。 0,s$T2  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 GT hL/M  
    u JR%0E7!  
     Kz<@x`0   
    D9mz9  
    5. 光栅级次通道选择 !}\4u tHY  
    5 )2:stT73  
    ^[Ua46/"m  
     方向 dLsn\m>  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 (\"k&O{  
     衍射级次选择 be5,U\&z  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 "xMD,}+5$$  
    - 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。 $I#q  
     备注 04%S+y.6&Y  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 .,~(%#Wl$  
    G1t\Q-|l0  
     YJs|c\eq?  
    aw ?=hXR!  
    6. 光栅的角度响应 }~h'FHCC+  
    o]{uc,  
    k *R<,  
     衍射特性的相关性 1iL 'V-y  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 J`IDlGFYp  
    - 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。 4`Nt{  
    - 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） ;TcvA  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 P^MOx4  
    H* ,,^  
     S~qZr  
    b,P]9$Ut  
    示例＃1：光栅物体的成像 zJ+8FWy:S  
     wpA`(+J  
    1. 摘要 mD:IO  
    &2-L. Xb  
     a</D_66  
    ]maYUKqv}'  
    → 查看完整应用使用案例     M,j(=hRJ/E  
    =5D nR  
    2. 光栅配置与对准 =S[yE]v^  
       !$A37j6  
    h0?2j)X_  
    ^1:U'jIXO  
     6b8;}],|  
    V&soN:HS  
     #{r#;+  
    3. 光栅级次通道的选择 k^$+n_  
    in<Rq"L  
     FZd.L6q  
       $(s\{(Wn  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 }],Z;:  
     pqvOJ#?Q}=  
    1. 光栅配置和对准 8$|8`;I(  
    *5sBhx  
     Nf+b" &Zh`  
    4fh^[\  
    → 查看完整应用使用案例 zeP}tzQO  
     @=w<B4 L  
    2. 基底处理 [w -{r+[  
    _a_xzv'  
     2:}fe}  
    #6+ FY+/  
    3. 谐振波导光栅的角响应 < `qRA]  
    K\[!SXg@  
     h :Xz UxL\  
    |5I'CNi\  
    4. 谐振波导光栅的角响应 jO9ip  
    /Y[~-Y+!,  
     q,<[hBri-  
       d;tkJ2@NO  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 HhA -[p  
     )T907I|  
    1. 用于超短脉冲的光栅 1ju#9i`.Wg  
    {P8[X@Lu  
    [MX;,%;;  
    5q{h 2).)  
    →     查看完整应用使用案例     2Zuq?1=  
    j^`X~gE  
    2. 设计和建模流程 !DjvsG1x  
    ?[ly`>KpJ  
     NIZ<0I*5  
    "%WgT2)m.  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 ,!G{5FF8:  
    ?&WYjTU]H  
     |1Dc!V'?"  
     
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