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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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    在线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。 ;)a9Y?  
    1U7HS2  
     )c !S@Hs  
    L|w-s4L  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 .Tv(1HAc2l  
     e5]AB  
     单光栅分析 4] 1a^@?  
    −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。 6Qu*'  
    −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。 &Z!2xfQy>  
    uJ[Vv4N%9  
    w\*/(E<:  
     系统内的光栅建模 ]L^M7SKE6  
    c<e\JJY5?  
    −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 k;su,]_  
    −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。 i@L2W>{P  
     3fTI&2:  
    s\!vko'M  
    %'z3es0  
    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。 7bS[\5  
     hM w`e  
    3. 系统中的光栅对准 .?RjH6W  
    Z+(V \  
    K6 7? d  
     安装光栅堆栈 MNC!3d(D\R  
    −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）。 koZp~W-  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 ^i\1c-/  
     堆栈方向 v1)6")8o+  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 {E|gV9g  
    pN_!&#|+$  
    ?%Fk0E#>2  
    k^jCB>b  
    'bPo 5V|  
     安装光栅堆栈 k)Wz b  
    - 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）。 ^j}sS!p  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 wgrO W]e  
     堆栈方向 a0\UL"z#+  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 iZk``5tPE  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 or`stBx  
    12dW:#[  
     ku8c)  
    V"iLeC  
    :X*LlN  
     横向位置 [bJnl>A  
    −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。 qCN7i&k,  
    −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。 "s9gQAoaO  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 3=7h+ZgB  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 ifZNl,  
     通过组件定位选项。 p>3'77 V  
    %;$Y|RbmqE  
     _Qc\v0%  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     [zEP|  
    8-YrmP2k  
    v"~I( kf$  
     单光栅分析 W=]",<  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 4+,Z'J%\[7  
     系统内的光栅建模 %[m1\h"1  
    - 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。 [S+-ovl  
    - 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。 uiA:(2AQ  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 ',Pk>f]AB-  
    VTfaZ/e.  
     4[0?F!%  
    'fFdqsXr  
    5. 光栅级次通道选择 t'x:fO?cp  
    6qpV53H  
    tuV?:g?  
     方向 (`? snMc  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 5zna?(#}  
     衍射级次选择 "e<. n  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 SJ^?D8  
    - 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。 7#qL9+G  
     备注 b)^ZiRW``  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 { BL1j  
    n3j h\  
     } /3pC a  
    Q.dy $`\  
    6. 光栅的角度响应 >I~z7 JS  
    ^T6!z^g1h  
    8w?\_P7QA  
     衍射特性的相关性 IF}c*uGj}  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 u(WQWsN  
    - 对于不同的波长/偏振，衍射效率也不同，并且对于不同的入射角，衍射效率也不相同。 5THS5'  
    - 为了解决与角度有关的衍射行为，可能需要指定k域中的采样点（等效于角度空间） UC/2&7 ?  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 ) '`AX\  
    C?|3\@7  
     Ltd?#HP  
    y@\Q@ 9  
    示例＃1：光栅物体的成像 166c\QO  
     .ASwX   
    1. 摘要 rGGepd  
    e4%*I8 ^e  
     ey\{C`(__y  
    4@iJ|l  
    → 查看完整应用使用案例     G2{M#H  
    AeCG2!8^0  
    2. 光栅配置与对准 T&"dBoUq>G  
       e - ]c  
    kDl4t]j  
    %7d@+ .  
     5po' (r|U  
    C;:L~)C@t  
     ,xD*^>!  
    3. 光栅级次通道的选择 b\j&!_   
    lc?mKW9  
     s_Oh >y?Aq  
       05VOUa*pb  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试  `pd   
     j*~dFGl)  
    1. 光栅配置和对准 6aZt4Lw2\  
    n!eqzr{  
     <*Kh=v  
    (X_,*3Yxk  
    → 查看完整应用使用案例 skD k/-*R  
     w*xUuwi  
    2. 基底处理 cm 9oG  
    i,Wm{+H-O  
     ;(0(8G  
    !:O/|.+Vmf  
    3. 谐振波导光栅的角响应 f,HzrHax  
    j YIV^o 0  
     m{$tO;c/Q  
    syW9Hlm  
    4. 谐振波导光栅的角响应 ^8oc^LOa~2  
    eMl]td rI  
     n]C%(v!u3  
       P`3s\8[Q  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 jFNs=D&(  
     <\d|=>;  
    1. 用于超短脉冲的光栅 xV>iL(?  
    Ce5w0&VlS  
    ?%xhe  
    ,D@ ;i  
    →     查看完整应用使用案例     H MjeGO.i  
    ,8=`*  
    2. 设计和建模流程 Q),3&4pM  
    cR=94i=t  
     4%!{?[$  
    ,v}?{p c  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 0ve`  
    ,P@/=I5  
     Rg?{?qK\K  
     
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