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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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    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。 Im?/#tX  
    &q&~&j'[  
     \QQWhwE  
    cTW$;Fpc+  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 {qGXv@ I6  
    * V7bALY  
     单光栅分析 {Q>4zepN!  
    −通过主窗口“光栅”菜单，可以进入仅针对光栅的特殊评估环境。 cTz@ga;!mI  
    −它有助于分析和可视化光栅的衍射特性，例如衍射角度和效率。 T6b~uE  
    [,MaAB  
    CIui9XNU  
     系统内的光栅建模 |"PS e~ u  
    }3, 4B -8!  
    −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 mzCd@<T,  
    −这样可以对系统内的光栅进行建模，从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。 ])G| U A.  
     q44vI  
    9_?<T;]"  
    =jKu=!QPq  
    两种建模方法通常可以一起使用，如先优化光栅结构本身，然后将其插入系统。 |)v}\-\ #  
     }.(DQwC}1k  
    3. 系统中的光栅对准 yN)(MmX'1  
    |)xWQ KzA  
    q{Gh5zg5O  
     安装光栅堆栈 amq,^  
    −为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 f[vm]1#  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 l-cBN^^  
     堆栈方向 }9^'etD  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 MLlvsa0  
    e$teh` p3  
    33KCO  
    !4`:(G59  
    T{2)d]Y  
     安装光栅堆栈 nGwon8&]]  
    - 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）。 :{^~&jgL  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 g_n_Qlo  
     堆栈方向 tK@7t0  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 R>Dr1fc}  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 H)h^|A/vO  
    BQ<\[H;  
     Pr>05lg  
    |QF_E4ISD  
    q6*i/"mN*  
     横向位置 #?+[|RS|  
    −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。 gG@4MXq.  
    −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。 E|>-7k")  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 j!kJ@lbP  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 *zN~x(0{E  
     通过组件定位选项。 mR|5$1[b  
    wx`.  
    ES!e/l  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     ]'?Ue7  
    z.\r7  
    D"-Wo}"8O'  
     单光栅分析 .gGO+8[N*  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 Cg?Mk6i  
     系统内的光栅建模 {}8C/4iP  
    - 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。 O9-`e  
    - 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。 5073Q~  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 )A%* l9\nG  
    `R xCs`  
     !s^XWsb8  
    pZK 1G  
    5. 光栅级次通道选择 N P+ vi@Ud  
    x:4R?!M.  
    }apno|W&  
     方向 Q\}-MiI/  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 yH]Q;X '  
     衍射级次选择 xo?'L&%  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 us~cIGm  
    - 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。 iLJ@oM;2  
     备注 PYWFz   
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 Y>/_A%vQU  
    v0!|TI3s  
     %.u*nM7sos  
    ` L 1+j  
    6. 光栅的角度响应 Y'm;xA  
    ykJ+LS{+  
    6M`gy|"(~  
     衍射特性的相关性 rm ;U' &{  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 D!OY<?  
    - 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。 o?m1  
    - 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） C>x)jDb?  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 ^`i z%^  
    d/F^ez  
     'I+M*Iy  
    A?lR[`'u\  
    示例＃1：光栅物体的成像 [ dVBsi  
     AaxQBTB  
    1. 摘要 Al6%RFt  
    _b/zBFa%  
     ]|PTZ1?j  
    %qo.n v  
    → 查看完整应用使用案例     1\UU"  
    $:oC\K6  
    2. 光栅配置与对准 ~Gmt,l! b  
       ZiQ<SSo:  
    )D#}/3s  
    4H,c;g=!  
     \-]tvgA~&  
    Xe_djy'8  
     r5UV BV8T  
    3. 光栅级次通道的选择 1 eV&oN#  
    F(."nUrf  
     D&"lu*"tg  
       m:`M&Xs&  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 =H23eOS_#  
     _eq$C=3Ta  
    1. 光栅配置和对准 w0Nm.=I-   
    B0gD4MX/  
     `:~Wu/Ogr  
    PKntz7  
    → 查看完整应用使用案例 rjWtioZEa  
     4v _Hh<%  
    2. 基底处理 #k)z5vZ$h  
    R_g(6l"3R^  
      )sdHJ  
    v X6JjE!  
    3. 谐振波导光栅的角响应 Ri`6X_xU  
    4t }wMOR  
     ;A@DE@^5w  
    XC~"T6F  
    4. 谐振波导光栅的角响应 -N^Ah_9ek  
    *A8*FX>\F  
     W/,:-R&'>  
       {_*G"A 9  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 MG.c`t/w  
     c CDT27 @  
    1. 用于超短脉冲的光栅 !',%kvJI  
    "u4x#7n|  
    #[x*0K-h  
    /D;ugc*3  
    →     查看完整应用使用案例     CC"a2Hu/  
    i}C%8} %  
    2. 设计和建模流程 !idVF!xG  
    ;T0X7MNx  
     \6/ Gy!0h-  
    |y0k}ed  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 # }}6JM  
    Dzu//_u  
     s:xJ }Ll  
     
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