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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。 zi[bpa17W  
    ]v94U b   
     V[+ Pb]  
    L\_8}\  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 pR 1v^m|  
    YV{^S6M  
     单光栅分析 ~LO MwMHl  
    −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。 IOTHk+w  
    −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。 !S%XIq}FX  
    "@GopD  
    HQ@X"y n  
     系统内的光栅建模 TDtk'=;  
    bU2)pD!N  
    −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 N;-+)=M,rf  
    −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。 %>xW_5;Z  
     evg i\"  
    mN3%;$ND7  
    W|D'S}J  
    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。 lJKhP  
     u33+ikYv  
    3. 系统中的光栅对准 s;8J= \9W  
    '9<Mk-Aj  
    $3Wl~ G}  
     安装光栅堆栈 b4ORDU  
    −为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 R*Pfc91}  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 pl q$t/.U;  
     堆栈方向 rx_'(  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 ;13lu1  
    W1r-uR  
    }4_izKS  
    kc~Z1  
    q+gqa<kM  
     安装光栅堆栈 wGnjuIR  
    - 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'^ XYOC  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 D9#e2ex]  
     堆栈方向 RG:ct{i  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 YaSwn3i/@S  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 'OBA nE<.  
    K.l?R#G`,F  
     e *;"$7o9  
    ^x 4,}'(  
    m'aw`?  
     横向位置 m>zUwGYEu  
    −对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时，必须考虑光栅的横向位置。 /,E%)K;  
    −例如，激光束（紧密地）聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上，效果可能会大不相同。 &z1r$X.AW  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 JO+ hD4L  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 w`>xK sKW>  
     通过组件定位选项。 cQ3Dk<GZ  
    rU.ew~  
    uO7Ti]H  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     l4;/[Q>Z  
    Q9%N>h9  
    ru'Xet  
     单光栅分析 CzNSJVE5  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 _6=6 b!hD  
     系统内的光栅建模 mjBXa  
    - 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。 TKRu^KH9  
    - 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。 LsV!Sd  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 QdC>fy  
    VCbnS191*  
     J"6_H =s   
    zUwz[^d<C  
    5. 光栅级次通道选择 VWLou jB  
    !i)?j@D  
    jew?cnRmd  
     方向 ^>9M2O['!s  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 tV# x{DN  
     衍射级次选择 5'l+'ox@J  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 7|,5;  
    - 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。 H1hj` '\"<  
     备注 J]N-^ld\\  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 _4%+TN6z  
    wk8XD(&  
     Eg  w?  
    j24BB}mBB  
    6. 光栅的角度响应 H~||]_q|  
    X*%KR4`  
    G9Xrwk<g4  
     衍射特性的相关性 evimnV  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 1S.nqOfx  
    - 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。 YEVH?`G  
    - 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） O$#`he/jm  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 @BW~A@8  
    ~2rZL  
     tgg *6lc  
    47 m:z5;  
    示例＃1：光栅物体的成像 f>p;Jh{2fn  
     #1V vK  
    1. 摘要 5^0W\  
    6PvV X*5T  
     g w }t.3}  
    K-p1v!IC  
    → 查看完整应用使用案例     Sfh\4h$H  
    AbLOq@lrK  
    2. 光栅配置与对准 Du[$6  
       sbkWJy  
    ZHw)N&Qn  
    rC/m}`b  
     %Vive2j C  
    Zr oj-3-X~  
     L6 hTz'  
    3. 光栅级次通道的选择 e:!&y\'"9  
    w(.k6:e  
     Q> @0'y=s  
       /Pi{Mv eZM  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 mNcTO0p&  
     f4`=yj*  
    1. 光栅配置和对准 ~{U~9v^v (  
    HAN#_B1.  
     mj S)*@F  
    qBKIl= ne  
    → 查看完整应用使用案例 $Wb"X=}tl  
     #/5jWH7U  
    2. 基底处理 >KM<P[BRd  
    *>S\i7RET  
     KQQR"[z&V  
    X`^9a5<"  
    3. 谐振波导光栅的角响应 *Swb40L^  
    a.wRJ  
     [y=k}W}z  
    DghX(rs_  
    4. 谐振波导光栅的角响应 H4^-MSw  
    H%Q@DW8~@  
     Qmzj1e$6x  
       (K^9$w]tf  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 G~u94rw|:  
     tC-(GDGy5  
    1. 用于超短脉冲的光栅 N7}.9%EV  
    nmS3  
    ^Zydy  
    TQ>kmHWf/  
    →     查看完整应用使用案例     @x"vGYKd  
    l)=Rj`M  
    2. 设计和建模流程 Z"% =  
    vL\wA_z"<H  
     YX!%R]c%  
    VA4_>6  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 (Dq3e9fX  
    _@jl9<t=_  
     ryN/sjQC  
     
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