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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。 mbns%%GJU  
    *T~b ox  
     =1y~Qlu  
    n=?wX#rEC#  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 pj$kSS|m6-  
    @w;$M]o1  
     单光栅分析 FKUo^F?z  
    −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。 }WhRJr`a  
    −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。 [Sj"gLj  
    0lV;bVa%  
    jVh:Bw  
     系统内的光栅建模 \VWgF)_  
    F\^\,hy  
    −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 L1f=90  
    −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。 gq@8Z AWn  
     nu Vux5:  
    iH~A7e62OZ  
    >!Xj%RW  
    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。 o]]sm}3N  
     hM[3l1o{|  
    3. 系统中的光栅对准 jib pZ)  
    w O Ou/Y  
    E#,\[<pc  
     安装光栅堆栈 +d7 Arg!m  
    −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）。 y06xl:iQwF  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 ?#Y:2LqPC  
     堆栈方向 5nTcd@lX  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 '$rCV,3q  
    ?J-\}X  
    5{#s<%b.  
    T+B8SZw#}!  
    /;{L~f=et)  
     安装光栅堆栈 0+u >"7T  
    - 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）。 ,Xr`tQ<@  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 9dm<(I}  
     堆栈方向 H_Xk;fM  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 ^;F5ymb3U  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 }h1eB~6M  
    Bl^ BtE?-b  
     8I Ip,#%v  
    o 0T1pGs'  
    O /:FY1  
     横向位置 h-RhmQA=Iz  
    −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。 ec/>LJDX7  
    −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。 J Vxja<43  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 *_7/'0E(3  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 f/s"2r  
     通过组件定位选项。 k"C'8<T)'  
    \Rb:t}  
    NqGSoOjIO2  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     I>##iiKN  
    C/H;|3.X  
    z&Aya*0v`  
     单光栅分析 y. 1F@w|  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 FD&^nJ_{  
     系统内的光栅建模 @rA V;D%  
    - 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。 =FI[/"476  
    - 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。 !dU$1:7  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 +S[3HX7H  
    1e7I2g  
     ^\kH^   
    -(>Ch>O  
    5. 光栅级次通道选择 vU5}E\Ny  
    ;<thEWH;Y  
    KV$4}{  
     方向 D6|-nl  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 8UXRM :Z"  
     衍射级次选择 XogCq?_m  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 jwBJG7\  
    - 并非总是需要考虑所有衍射级，建议仅使用感兴趣的衍射级。 yTh%[k  
     备注 X,#~[%h$-=  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 eG8 l^[  
    PHEQG]H S  
     }ijQ*ECdl  
    Jj\lF*B  
    6. 光栅的角度响应 A<"< DDy  
    2H0BNrYM  
    s;=C&N5g  
     衍射特性的相关性 V=% ;5/  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 al-rgh  
    - 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。 #^Pab^Y3r-  
    - 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） GN9kCyPK  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 XZM@Rys  
    KX 7 fgC  
     Z<^!N)  
    ;^0rY)&  
    示例＃1：光栅物体的成像 2<y9xvp  
     OXbShA&1  
    1. 摘要 @\XeRx;  
    DcdEt=\)h  
     hV0fkQ.|  
    3)6-S  
    → 查看完整应用使用案例     V$w lOMp  
    noL9@It0  
    2. 光栅配置与对准 !U>WAD9  
       f7][#EL  
    .RJMtmp  
    6]d]0TW_  
     ..+#~3es#y  
    FVBAB>   
     x.wDA3ys  
    3. 光栅级次通道的选择 m 8b,_1  
    |*UB/8C^/!  
     ZV+tHgzlv5  
       +kQ=2dva  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 YzQ1c~+  
     5Gy#$'kdf  
    1. 光栅配置和对准 LybaE~=  
    |rwY   
     %Q0R] Hg  
    }aR}ZzK/v  
    → 查看完整应用使用案例 {&mH fN  
     z'& fEsjy  
    2. 基底处理 fz:(mZ%  
    \#t)B J2  
     Z%:>nDZV  
    QAp]cE1ew  
    3. 谐振波导光栅的角响应 RK &>!^  
    /*,_\ ;  
     O^row1D_  
    S7Ty}?E@  
    4. 谐振波导光栅的角响应 =3w;<1 ?'  
    cPNc$^Y  
     PC<_1!M]  
       nWY^?e'S  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 m 0vW<  
     /B~[,ES@1  
    1. 用于超短脉冲的光栅 *|dK1'Xr  
    aE 9Y |6  
    &k%>u[Bo  
    l[ $bn!_ e  
    →     查看完整应用使用案例     tLa%8@;'$  
    ~Ss,he]Er  
    2. 设计和建模流程 I*3}erT  
    QR'#]k;>%  
     {#k[-\|;  
    8mKp PwG0  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 aW&)3C2-x  
    iI";m0Ny  
     @e GBF Ns  
     
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