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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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    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。 B6Ej{q^k,  
    FDFH,J`_  
     151tXSzLT  
    'UM!*fk7C  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述  H'RL62!  
    N$?cX(|7  
     单光栅分析 2>S~I"o0  
    −通过主窗口“光栅”菜单，可以进入仅针对光栅的特殊评估环境。 X_; *`,<T  
    −它有助于分析和可视化光栅的衍射特性，例如衍射角度和效率。 e{G_GycH  
    ST1Ts5I  
    gvli%9n  
     系统内的光栅建模 (U.**9b;  
    Wf02$c0#K  
    −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 {7Cx#Ewd  
    −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。  e/e0d<(1  
     `!\ivIi^  
    d+z[\i  
    ^[h2%c$  
    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。 c|wCKn}`  
     +?-qfp,:0  
    3. 系统中的光栅对准 ^6/j_G  
    <D/al9  
    ){Z  
     安装光栅堆栈 n~z\?Y=*  
    −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）。 SqB/4P   
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 s*,cF6  
     堆栈方向 >?XbU}  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 RJ J1  
    4sY[az  
    9n}A ^  
    ;:#U 6?=t  
    hd^x}iK"  
     安装光栅堆栈 y{rn-?`{  
    - 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）。 #-x@"+z  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 `ypL]$cW  
     堆栈方向 q&M:17+:Q  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 e&J3N  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 AF#_nK) @  
    hjY0w  
     ?M&4pO&Y  
    dXP6"V@iI  
    wkT;a&_  
     横向位置 G:+16XCra  
    −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。 me./o(!?  
    −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。 i>Iee^_(  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 ]t/f<jKN^  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 .w'vD/q;  
     通过组件定位选项。 O<`R~  
    }K8Lm-.=  
    $Xt;A&l2?  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     S[U/qO)m  
    VN|G5*  
    ]V<"(?,K  
     单光栅分析 7Dl%UG]  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 1p CkWe  
     系统内的光栅建模  rA#s   
    - 但是，任何现实的光栅结构都放置在基底上，使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 ;:_(7|  
    - 平面建模考虑了菲涅耳损耗，但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 9-- dRTG  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 3i(Jon/p  
    ~L){O*Z  
     F50 JJZ  
    6$z'wy/*  
    5. 光栅级次通道选择 IO[^z v4F  
    56ZrCr  
    !Zj#.6c9  
     方向 6K// 1U$  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 ?>)yKa#U  
     衍射级次选择 _?Ckq  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 c!~T2t  
    - 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。 `e*61k5  
     备注  QT_^M1%  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 86{ZFtv  
    cKpQr7]ur  
     ~y@& }  
    OequU'j  
    6. 光栅的角度响应 u7u~  
    _Ff".t<"  
    XC}1_VWs  
     衍射特性的相关性 (-'PD_|  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 rT<1S?jR  
    - 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。 85 Dm8~  
    - 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） qu!<lW~c  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 EGEMZCdk2  
    U 5clQiow  
     ,L~snR'w  
    _;V YFs  
    示例＃1：光栅物体的成像 i2U/RXu  
     `{WCrw6)  
    1. 摘要 acy"ct*I  
    0O^U{#*$I  
     0pCDE s  
    r=|vad$  
    → 查看完整应用使用案例     s1v{~xP  
    G*=H;Upi  
    2. 光栅配置与对准 ?Cc$]  
       :g/{(#E@Z  
    E8 \\X  
    F-i&M1 \_  
     5%#i79z&B  
    6eOxF8  
     ELD +:b  
    3. 光栅级次通道的选择 r@;$V_I  
    =$[W,+X6f  
     ={OCa1  
       : qr} M  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 zcZ^s v>  
     i /C'0  
    1. 光栅配置和对准 Mru~<:9  
    J511AoQ{R  
     3!1&DII4  
    &KLvr|  
    → 查看完整应用使用案例 qP@L(_=g  
     t<8z08  
    2. 基底处理  hgNY[,  
    e-1;dX HL  
     D_zcOq9  
    #dL5x{gV=  
    3. 谐振波导光栅的角响应 K T%i,T  
    P: jDB{  
     9j9Y Q2  
    % 1OC#&  
    4. 谐振波导光栅的角响应 -<H ri5  
    1fmSk$ y.9  
     }7otuO(pRo  
       :A,O(   
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 <d3PDO@w/  
     "Wxo[I  
    1. 用于超短脉冲的光栅 7cy+Nz  
    dVij <! Lu  
    lK_ ~d_f  
    Xq[:GUnt  
    →     查看完整应用使用案例     "tEj`eR  
    z&\Il#'\m+  
    2. 设计和建模流程 S5zpUF=  
    &E} I  
     .dy#n`eP  
    p`shY yE  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 qQwJJjf  
    +d|:s  
     B:B0p+$I  
     
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