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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
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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。 :/~`"`#1  
    3c@Cb`w@  
     wMt?yc:X  
    fAUtqkB  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 n@T4z.*~lA  
    6by5VESx  
     单光栅分析 Bq79Ev .-  
    −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。 OjJlGElw  
    −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。 */nb%QV  
    q$:T<mFK$  
    $o/ ?R]h  
     系统内的光栅建模 nt "VH5  
    *Z|!%C  
    −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 KNIYar*3  
    −这样可以对系统内的光栅进行建模，从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。 ;o%r{:lng  
     Z(/jQ=ozQ  
    NjYpNd?g  
    ^q FFF3<8  
    两种建模方法通常可以一起使用，如先优化光栅结构本身，然后将其插入系统。 E^A9u |x  
     ThJLaNS  
    3. 系统中的光栅对准 .[= 0(NO  
    }(op;7  
    G!XizhE  
     安装光栅堆栈 'V 1QuSd  
    −为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 6D{|!i|r4  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 NkNw9?:#4  
     堆栈方向 f*W<N06EZ  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 )3h=V^rm  
    7S2Bm]fP  
    d?b2jZ$r]  
    p8Lb*7W  
    g B+cU  
     安装光栅堆栈 `hM ]5;0  
    - 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）。 uZm<:d2%)  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 qO&:J\d  
     堆栈方向 y ?4|jN  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 #^!oP$>1  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 lQi2ym?  
    Sh2q#7hf  
     $qg5m,1?  
    1ww|km  
    A){kitx-i)  
     横向位置 dE/Vl/:  
    −对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时，必须考虑光栅的横向位置。 Mgcq'{[~Y=  
    −例如，激光束（紧密地）聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上，效果可能会大不相同。 si3i#l&.b_  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 WAqR70{KM  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 p_B,7@Jl  
     通过组件定位选项。 =2J+}ac  
    ?P{C=Td2z  
    #vLDNR  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     o)"}DeV$&  
    oo- ^BG  
    *v l_3S5_  
     单光栅分析 t(p  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 WDE_"Mm  
     系统内的光栅建模 ` mALx! `  
    - 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。 !Aunwq^  
    - 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。 C(e!cOG  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 5!tmG- 'b  
    [RC|W%<Z>  
     hLx*$Z>  
    {\C$Bz  
    5. 光栅级次通道选择 kJJQcjAP:  
    r-4I{GPb  
    if#$wm%  
     方向 (Clf]\_II  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 ~NU~jmT2  
     衍射级次选择 ax>en]rNP  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 >[ lj8n  
    - 并非总是需要考虑所有衍射级，建议仅使用感兴趣的衍射级。 ,_\h)R_  
     备注 Dih~5  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 `1M_rG1/+  
    3,N7Nfe  
     ^h^j:!76j  
    |])%yRAGQ  
    6. 光栅的角度响应 z_A%>E4  
    zx#d _SVi  
    m='+->O*'l  
     衍射特性的相关性 b cz<t)  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 _I5p 7X  
    - 对于不同的波长/偏振，衍射效率也不同，并且对于不同的入射角，衍射效率也不相同。 .u W_(Rqg  
    - 为了解决与角度有关的衍射行为，可能需要指定k域中的采样点（等效于角度空间） i,;Q  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 Cv;z^8PZJz  
    w<\N-J|m  
     "=4=Q\0PT  
    ^Ud`2 OW;2  
    示例＃1：光栅物体的成像 G!0|ocE}  
     D=9x/ ) *G  
    1. 摘要 ELY$ ]^T  
    P5] cEZ n  
     BN#^ /a-  
    ~@itZ,d\  
    → 查看完整应用使用案例      ^B1vvb  
    nqiy)ZN#R  
    2. 光栅配置与对准 &S3szhe  
       4XX21<yn  
    L d#  
    q'  _  
     !ZSC"  
    e5veq!*C?  
     qDcl;{L  
    3. 光栅级次通道的选择 P d*}0a~  
    3bE^[V8/  
     <;v{`@\j{  
       xu& v(C9  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 0qR;Z{k  
     {(xNC#   
    1. 光栅配置和对准 4:6@9.VVT  
    .z+QyNc:  
     j}0*`[c  
    [gQ~B1O  
    → 查看完整应用使用案例 \%^<Ll  
     K")-P9I6-f  
    2. 基底处理 U$0#j  
    jZm1.{[>  
     L$7v;R3  
    9%\q*  
    3. 谐振波导光栅的角响应 Z~$&h  
    FUq@ dUv  
     ps<JKHC/c  
    d&R/fIm  
    4. 谐振波导光栅的角响应 hr]NW>;  
    -qx Z3   
     Mc76)  
       S1`+r0Fk~n  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 H+*o @0C\~  
     v]_{oj_(-  
    1. 用于超短脉冲的光栅 puMpUY  
    3ck;~Ncj<  
    vQBfT% &Q-  
    /l:3* u  
    →     查看完整应用使用案例     siyJjE)}w  
    o`G'E&  
    2. 设计和建模流程 mjy%xzVr6^  
    yKfRwO[ j  
     S~Nx;sB  
    z KJ6j]m  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 zFQxW4G  
    <([o4%  
     Qj 0@^LA  
     
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