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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 正序阅读 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。 JR{3n*  
    Q<W9<&VZe  
     CY;ML6c@  
    l<5O\?Vo]  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 N|hNh$J[  
    08AC 9  
     单光栅分析 "]J4BZD  
    −通过主窗口“光栅”菜单，可以进入仅针对光栅的特殊评估环境。 le*mr0a  
    −它有助于分析和可视化光栅的衍射特性，例如衍射角度和效率。 U]j4Izq  
    Su`LBz"  
    s\QhCS  
     系统内的光栅建模 IPmSkK  
    EeGP E  
    −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 hNBv|&D#  
    −这样可以对系统内的光栅进行建模，从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。 ]jiM  
     y;A<R[|Ve  
    Uf )?sz  
    {N1Ss|6  
    两种建模方法通常可以一起使用，如先优化光栅结构本身，然后将其插入系统。 1~:7W  
     'teToE<i  
    3. 系统中的光栅对准 Qj: D=j8  
    q !\Ht2$b  
    Gxu   
     安装光栅堆栈 Awl4*J~  
    −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）。 kG_ K&,;@  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 Ug>yTc_(7  
     堆栈方向 ^2E\{$J  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 ,JIjAm*2  
    z-fP #.  
    z`UL)W  
    kbzzage6L  
    z =1 J{]  
     安装光栅堆栈 v}p'vh^8B  
    - 为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 -1).'aJ^  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 \Z9+U:n  
     堆栈方向 JU+Uzp   
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 yf`Nh  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 BwtjTwd  
     O\y #|=d  
     +U/+iI>0  
    x95[*[  
    {~NiGH Y  
     横向位置 = Q|_v}  
    −对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时，必须考虑光栅的横向位置。 o C0K!{R*  
    −例如，激光束（紧密地）聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上，效果可能会大不相同。 ]la8MaZ<  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 ~EJVlj i  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 gwE#,OY*  
     通过组件定位选项。 Ut:>'TwG  
    X,VOKj.%  
    =4`#OQ&g  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     Xv ;} !z  
    ,ErJUv  
    BeP]M1\?>  
     单光栅分析 "@: b'm  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 6 ,jp-`  
     系统内的光栅建模 +Hx$ABH  
    - 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。 dqwCyYC  
    - 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。 N&g9z{m7  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 df@IC@`pB  
    W,&z:z>  
     dx['7l;I  
    #B7_5y^  
    5. 光栅级次通道选择 sevaNs  
    ~=HrD?-99p  
    =#)Zm?[;  
     方向 = 7%1]  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 I2G4j/c=z  
     衍射级次选择 I*c B Ha  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 7hAFK  
    - 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。 pzcV[E1  
     备注 c%p7?3Ry  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 yt,xA;g  
    tMM *m  
     i}SJ   
    pqmb&"l  
    6. 光栅的角度响应 AQX~do\A  
    951"0S`Lo  
    awP ']iE  
     衍射特性的相关性 PDN3=PAR/A  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 Q}ebw  
    - 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。 f#~X4@DH`  
    - 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） E`vCYhf{  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 vLQ!kB^\W  
    ho*44=j  
     r9!jIkILz  
    [k~V77w 14  
    示例＃1：光栅物体的成像 WjfUbKg0  
     =.vc={_ ?  
    1. 摘要 i4 BCm/h  
    ]fc9m~0N,\  
     &YMz3ugI  
    z?o1 6o-:  
    → 查看完整应用使用案例     aH@Ux?-}  
    TR2X' `:O  
    2. 光栅配置与对准 "#7~}Z B  
       }bj dK  
    Jpi\n- d!  
    w74 )kIi  
     n _G< /8  
    02g!mJW>}y  
     5Ym/'eT  
    3. 光栅级次通道的选择 *}BaO*A  
    QwaCaYoh  
     [x}]sT`#a  
       w!$|IC  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 `[T|Ck5  
     ! Jh/M^  
    1. 光栅配置和对准 "`pI! nj  
    {(mT,}`4  
     C$MaJHkiF  
    f{ZOH<"Lo  
    → 查看完整应用使用案例 tvNh@it:F  
     g\sW2qXEw  
    2. 基底处理 2-G he3  
    3GEI)!  
     t*<@>]k  
    u,<#z0R|;$  
    3. 谐振波导光栅的角响应 p(EV-^  
    D ff0$06Nq  
     SKTf=rY  
    ;{Cr+lqTJ  
    4. 谐振波导光栅的角响应 $JKR,   
    >Mml+4<5  
     oqzx}?0  
       p4m9@ \gn  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 Rv9oK-S  
     #{973~uj  
    1. 用于超短脉冲的光栅 qTM,'7Rwn  
    F@e9Dz|  
    <0my,hAK  
    Lf+M +^l  
    →     查看完整应用使用案例     }UwDHq=  
    Rs@2Pe$3  
    2. 设计和建模流程 u&)+~X  
    ICSi<V[y1  
     7P}&<;5zD  
    Kk?P89=*  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 'J+dTs ;0  
    ElNKCj<M  
     o!TG8aeb  
     
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