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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。 ZQ20IY|,  
    7ky(g'  
     7* `ldao~  
    &I!2gf  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 4,<~t>M1  
    wEDU*}~  
     单光栅分析 P'Y8 t  
    −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。 8~2A"<{ub  
    −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。 B r pin  
    l0Pg`wH,  
    DMs|Q$XB  
     系统内的光栅建模 *Z/B\nb  
    *VRFs=  
    −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 F=P|vYL&&  
    −这样可以对系统内的光栅进行建模，从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。 4 &|9304<H  
     b<5:7C9z  
    ) Fm  
    '!f5|l9SC  
    两种建模方法通常可以一起使用，如先优化光栅结构本身，然后将其插入系统。 ;H\,w /E9  
     4G`YZZQ  
    3. 系统中的光栅对准 >nr1|2  
    o9eK7*D  
    ]e"NJkcm  
     安装光栅堆栈 R2~Rqlti  
    −为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 d!wd,Xj}  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 w[|!$J?  
     堆栈方向 <#R7sco'  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 {H>iL  
    {'r*Jb0  
    jgGn"}  
    CyXcA;H,.  
    ;G\rhk  
     安装光栅堆栈 qmL!"ZRLF  
    - 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）。 uP* >-s'm  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 |x kixf4zz  
     堆栈方向 2qn~A0r  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 =_,OucKkYG  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 K1+,y1c  
    #Ta@A~.L  
     J J3vC  
    (wA|lK3  
    {u5)zVYC,U  
     横向位置 sY#K=5R  
    −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。 ^~Ar  
    −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。 `o*eLLk  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 ]k KsGch  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 'Uc|[l]  
     通过组件定位选项。 z&t6,0q`5  
    MBwp{ET!p  
    {9=U6m^R2  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     8vP d~te  
    2]C0d8=*?  
    b<7.^  
     单光栅分析 mC93 &0  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 Q,DumOq  
     系统内的光栅建模 $L`7J$'^  
    - 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。 vu#:D1/BB  
    - 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。 ims *|~{sr  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 +ypT"y  
    B}!n6j`  
     VtmUK$k}I  
    U  *I52$  
    5. 光栅级次通道选择 --/  .  
    9GGBJTk-  
    J$P]>By5:  
     方向 d6n6= [*  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 ]v#T'<Nl  
     衍射级次选择 >AfJxdd1  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 ^wHO!$  
    - 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。 :@3d  
     备注 Z?@07Y[|K  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 VEpQT Qp  
    EgO4:8$h  
     < xV!vN  
    /2U.,vw  
    6. 光栅的角度响应 REsThB  
    3&zmy'b*:  
    IQ~()/;3d  
     衍射特性的相关性 (;M"'. C  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 U?rfE(!  
    - 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。 jQdfFR  
    - 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） tDwXb>  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 :,u+[0-S  
    SVpe^iQ]1\  
     <zUmcZ  
    S xgY q  
    示例＃1：光栅物体的成像 .Q#Eb %%  
     dEL>Uly  
    1. 摘要 J|b1 K]  
    _Yhpj}KZ  
     f[v??^  
    H9nq.<;p  
    → 查看完整应用使用案例     1jF}g`At  
    WU\):n  
    2. 光栅配置与对准 %NBD^g F  
       D"Xm9 (  
    K0v,d~+]  
    mPu5%%  
     J'7Oxjlg  
    7+fik0F  
     R'3i { 1  
    3. 光栅级次通道的选择 N,O[pTwj  
    r({(;  
     GphG/C (  
       +X&B'  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 YnMph0\Y^  
     x=Ru@nK;  
    1. 光栅配置和对准 aR\=p:%jGI  
    m1<B6*iG"  
     J>'o,"D  
    z~W@`'f  
    → 查看完整应用使用案例 |#sP1w'l]  
     &@Q3CCDS  
    2. 基底处理 r`krv-,O$  
    \i&yR]LF  
     ;EJ6C#} >7  
    {L+?n*;CA  
    3. 谐振波导光栅的角响应 <)}*S  
    OO$<Wgh  
     ^NCH)zK]v  
    <E ^:{J95  
    4. 谐振波导光栅的角响应 /yOd]N;$  
    'Hg(N?1"  
     -py.Y Z  
       5p>a]gp  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 hZFbiGQr\  
     %mq]M  
    1. 用于超短脉冲的光栅 @M,_mX  
    Sb`>IlT\#  
    '[HFIJ0K!  
    X=JSqO6V9  
    →     查看完整应用使用案例     R_*\?^k|A  
    wF%XM_M  
    2. 设计和建模流程 zso.?`85  
    ?T^$,1 -  
     S:5Nh^K  
    dv,8iOL  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 "qF&%&#r'  
    e L(T  
     [qy@g5`  
     
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