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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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    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。 7-A2_!_x{  
    S8gs-gL#Og  
     ,"ql5Q4  
    q cno^8R  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 @%SQFu@FJ  
    K,UMqAmk  
     单光栅分析 >R=|Wo`Ri  
    −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。 UCWBYC+  
    −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。 #A.@i+Zv  
    p b,. r  
    {GUF;V ^  
     系统内的光栅建模 WEpoBP CL  
    ?X;RLpEc|A  
    −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 B/C,.?Or  
    −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。 R}ecc  
     2T`!v  
    wQLSf{2  
    i mM_H;-X  
    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。 [S<";l8  
     D`AsRd  
    3. 系统中的光栅对准 -']56o_sQ/  
    A)~6Im  
    QCJM&  
     安装光栅堆栈 )}ROLe  
    −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）。 YbLW/E\T  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 3M=  
     堆栈方向 B1Oq!k  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 'ig'cRD6N  
    CQ2jP G*py  
    <6=c,y  
    Vz[C=_m  
    B\n[.(].r  
     安装光栅堆栈 uVU)d1N  
    - 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）。 y_9Ds>p!T  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 )CyS#j#=  
     堆栈方向 r%N)bNk~  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 FgI3   
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 {^\r`V p  
    bN88ua}k{  
     s(8W_4&'  
    :i7;w%B  
    9C i-v/M]  
     横向位置 c"xK`%e  
    −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。 q,6DEz  
    −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。 D3A/l  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 rN{ c7/|  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 kNL\m[W8$  
     通过组件定位选项。 WN<zkM~3  
    Xry4 7a )  
    %%wNZ{  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     2px|_)i  
    .{KVMc  
    lHIM}~#;nd  
     单光栅分析 KY N0  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。  yOKI*.}  
     系统内的光栅建模 &VcV$8k  
    - 但是，任何现实的光栅结构都放置在基底上，使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 o`RKXfCq  
    - 平面建模考虑了菲涅耳损耗，但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 Y4(  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 ;UP$yM;  
    snikn&  
     'Z|mQZN  
    >"<Wjr8W!$  
    5. 光栅级次通道选择 4Z,!zFS$`  
    <Ok3FE.K  
    s|ITsz0,td  
     方向 cs'{5!i]  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 ?0,Ngrbe  
     衍射级次选择 zv"Z DRW  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 qyNyBr?  
    - 并非总是需要考虑所有衍射级，建议仅使用感兴趣的衍射级。 \^%}M!tan  
     备注 u~-8d;+?y  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 !Rt>xD  
    H7j0K~U0  
     !? gKqx'T$  
    S Z$Kz n  
    6. 光栅的角度响应 GM<-&s!Uj  
    6JQ'Ik;$wX  
    NN`uI6=  
     衍射特性的相关性 \'bzt"f$j  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 !0cD$^7  
    - 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。 O8.5}>gDn.  
    - 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） *D3/@S$B  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 xZv#Es%#  
    *=c1d o%F  
     :08,JL{  
    IB7E}56l  
    示例＃1：光栅物体的成像 U`m54f@U  
     W{gb:^;zb  
    1. 摘要 1y4  
    Ue~CwFOc  
     k)Qtfj}uij  
    *`RkTc G  
    → 查看完整应用使用案例     Y.r+wc]  
    C 6AUNRpl  
    2. 光栅配置与对准 \;"=QmRD%:  
       Vy, DN~ag  
    9p2&) kb6  
    d{7 +w/Zi  
     xlg9TvvI  
    igR";OQk  
     [1 9,&]z  
    3. 光栅级次通道的选择 A$:U'ZG_  
    Np0u,t%vs  
     46&/gehr  
       *ppffz  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 s}% M4  
     7VFLJr t  
    1. 光栅配置和对准  'CkIz"Wd  
    9j9TPyC/2  
     :A'y+MnK<  
    7s{GbU\  
    → 查看完整应用使用案例 ?m? ::RH  
     .UY^oR=b{  
    2. 基底处理 nK%LRcAs  
    "~C,bk  
     3x'|]Ns  
    5S--'=fu+  
    3. 谐振波导光栅的角响应 7Da`   
    RuVGG)  
     _8_R 1s  
    b 7?hI  
    4. 谐振波导光栅的角响应 Y\?"WGL)p  
    C={Y;C1  
     P! #[mio  
       BeoDKdAwY  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 l&Q`wR5e  
     Vt&2z)Zz  
    1. 用于超短脉冲的光栅 8&`LYdzt  
    dvJ M6W>^=  
    #Kex vP&*  
    U/l&tmIVY  
    →     查看完整应用使用案例     D!-g&HBTC  
    'op|B@y  
    2. 设计和建模流程 +Kbjzh3<wG  
    AogVF  
     .MoU1n{Yc  
    ]a*d#  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 wHMX=N1/  
    .Od !0(0  
     MC.) 2B7  
     
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