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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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    科学家
     
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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。 2Qh)/=8lM  
    ;volBfv  
     FZZO-,xa  
    9vwm RVN  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 261? 8&c  
    h+&iWb3;  
     单光栅分析 euRKYGW  
    −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。 6%:~.ZfN  
    −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。 HvKdV`bz  
    %;= ?r*]  
    ,=c(P9}^  
     系统内的光栅建模 B9KBq $e  
    ;(;~yB|NZ5  
    −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 +{m+aHk  
    −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。 SD:`l<l  
     x*=m'IM[  
    }[drR(]`dO  
    $/5\Hg1  
    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。 kzNRRs\e  
     nm]lPKU+Y  
    3. 系统中的光栅对准 i "X" -)#  
    %|^,Q -i,  
    v^F00@2I  
     安装光栅堆栈 b!Nr  
    −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）。 7/k7V)  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 oSf`F1;)HQ  
     堆栈方向 gyV`]uqG  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 a#[gNT~[  
    $ <C",&  
    6A|XB3  
    L+T7Ge q  
    i gjn9p&_  
     安装光栅堆栈 U>bIQk"4  
    - 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）。 C!9mygI  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 b`j9}t Z  
     堆栈方向 f\Hw Y)^>  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 [e@m -/B  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 A{k1MA<F6  
    Y6hV ;[\F  
     O@W/s!&lFa  
    yV(9@lj3;  
    e6tU8`z  
     横向位置 PYs0w6o  
    −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。 1OMaY5F  
    −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。 % WXl*  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 K`uPPyv  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 X&5N 89  
     通过组件定位选项。 gd#?rc*f<3  
    .f. tPm  
    ?"<m{,yQI  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     9IrCu?n9b  
    gzH;`,  
    FwHqID_!:l  
     单光栅分析 ;mz#$"(  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 hNkv lk'Ui  
     系统内的光栅建模 J kAd3ls  
    - 但是，任何现实的光栅结构都放置在基底上，使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 '@w'(}3!3R  
    - 平面建模考虑了菲涅耳损耗，但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 3 Fy C D4#  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 <RbfW'<G  
    *=v%($~PK6  
     l,(:~KH|  
    #.fJ M:"tG  
    5. 光栅级次通道选择 dn?'06TD  
    V=5*)i/  
    +|8.ymvm  
     方向 Dd/]?4  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 < .e4  
     衍射级次选择 xx7&y !_  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 >+.GBf<E  
    - 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。 0kls/^0,  
     备注 x>BFK@#  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 OT=1doDp  
    Rbr:Q]zGN  
     Y"KJ`Rx  
    ^-n^IR}J  
    6. 光栅的角度响应 q _K@KB  
    w L>*WLfR  
    B"#pvJN  
     衍射特性的相关性 ,)J>8eV  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 iyr8*L\  
    - 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。 0pW;H|h  
    - 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） hJSWh5]  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 V lO^0r^z  
    QHUFS{G ]  
     i[FYR;C  
    GE=S.P;  
    示例＃1：光栅物体的成像 "cly99t  
     i;]# @n|  
    1. 摘要 !v9`oL26  
    m?Cb^WgcF  
     p}/D{|xO  
    g+QIhur  
    → 查看完整应用使用案例     -a~n_Z>_  
    n&|N=zh  
    2. 光栅配置与对准 Knb(MI6  
       fZsw+PSy  
    kjdIk9 Y  
    s~B)xYmyB'  
     UGgo;e  
    45< gO1  
     P0OMu/  
    3. 光栅级次通道的选择 t98S[Z(-%+  
    p W5D!z  
     ?Ov~\[) F  
       "zTy_0[;  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 hy%5LV<(  
     N `fFYO  
    1. 光栅配置和对准 v.TgB)  
    *mWl=J;u  
     LN<rBF[_:f  
    ~Jsu"kr  
    → 查看完整应用使用案例 l7VTuVGUJ  
     t>*(v#WeZ  
    2. 基底处理 60A!Gob  
    8<C@I/  
     Z0y~%[1X  
    l. l)w  
    3. 谐振波导光栅的角响应 NYG!\u\Rm  
    5P\A++2 2Y  
     kv+^U^WoU  
    |F<iu2\  
    4. 谐振波导光栅的角响应 <}8G1<QZ'.  
    /Lm~GmPt  
     di9OQ*6a7  
       CAom4 Sp'  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 @o'L!5Y  
     >m <T+{`  
    1. 用于超短脉冲的光栅 /Qef[$!(  
    v+79#qWK|n  
    kdV9F  
    Yjd/  
    →     查看完整应用使用案例     CH| cK8q  
    I} +up,B]o  
    2. 设计和建模流程 Lz-|M?(  
    -Q?c'e  
     Jq?zr]"A  
    ; 8eGf'  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 r#& JfAo  
    .q4$)8[Pg  
     B3?rR-2mEE  
     
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