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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。 6FB 0g8  
    pv]@}+<Dt  
     T)! }Wvv  
    m%|\AZBA#  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 uN%Cc12  
    q<09]i  
     单光栅分析 9)!Ks g(h  
    −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。 6N@=*0kh-  
    −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。 l#0zHBc  
    .}dLqw  
    {Ydhplg{  
     系统内的光栅建模 D2ggFxqe  
    7ZUN;mr  
    −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 : /5+p>Ep}  
    −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。 uz3cho'  
     cj>@Jx}]M  
    eu(Fhs   
    OS[ s Qo5  
    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。 Zr}>>aIJ]k  
     *JOK8[Qn  
    3. 系统中的光栅对准 2tz4Ag  
    I gJu/{:y^  
    ,88B@a  
     安装光栅堆栈 Zl5DlRuw  
    −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）。 IR/S`HD_  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 XU'(^Y8Imz  
     堆栈方向 O!Ue0\1Kj0  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 8i6iynR  
    t_/qd9Jv  
    GVT 6cR  
    i%yKyfD  
    Pr>$m{ Z  
     安装光栅堆栈 $I5|rB/4?  
    - 为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 |mhKD#:  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 pll5m7[  
     堆栈方向 ygTfQtN  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 iu{y.}?  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 I>ML I=[Kg  
    ZZi 9<g1  
     hbXmIst  
    K%9!1'  
    Vb 36R _u  
     横向位置 dhLd2WSyH  
    −对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时，必须考虑光栅的横向位置。 z%fjG}z  
    −例如，激光束（紧密地）聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上，效果可能会大不相同。 `DSDuJw%  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 E=.J*7  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 pDC`Fi  
     通过组件定位选项。 FkaQVT  
    *h?*RUQ  
    :4:U\k;QwA  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     @sR/l;  
    }lk9|U#6*`  
    Na\&}GSf^  
     单光栅分析 TbqtT_{  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 J^kSp  
     系统内的光栅建模 {s@&3i?ZiC  
    - 但是，任何现实的光栅结构都放置在基底上，使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 D<Z\6)|%I  
    - 平面建模考虑了菲涅耳损耗，但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 m=`V  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 ]<},[s  
    %AMF6l[  
     DUf . F  
    (!ud"A|ab4  
    5. 光栅级次通道选择 FN0<iL  
    Swv =gu  
    k DKfJp&a  
     方向 T.!.3B$@]  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 ?f6Fj  
     衍射级次选择 1 RyvPP  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 Xp^71A?>  
    - 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。 S?H qrf7<  
     备注 M/6q ^*  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 -A8CW9|mk  
    X{5(i3?S  
     -1F+,+m  
    dqL)q3  
    6. 光栅的角度响应 l;JB;0<s"  
    tjy@sO/Q  
    bq}o#d5p-_  
     衍射特性的相关性 SR'u*u!  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 gM#]o QOGE  
    - 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。 9&KiG* .  
    - 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） &q[`lIV,L  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 .GDNd6[K7  
    tsTCZ);(  
     RC]-9gd3Q  
    7pz #%Hf  
    示例＃1：光栅物体的成像 1O;q|p'9  
     ||kUi=5  
    1. 摘要 U> 1voc  
    9r hl2E  
     kEM|;&=_  
    r5\|%5=J  
    → 查看完整应用使用案例     niJtgK:H^  
    >FM2T<.;  
    2. 光栅配置与对准 ]eZrb%B .  
       z 7g=L@   
    Qc]Ki3ls  
    \$[S=&E  
     CQm(N  
    <mdHca  
     aaM76;  
    3. 光栅级次通道的选择 2^$Ha|  
    _B5v&# h(.  
     bs=x>F  
       *Z,?VEO  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 }grel5lq  
     ||t"}Y  
    1. 光栅配置和对准 #?EmC]N7  
    -'mTSJ.}  
     6<h ==I   
    Gm2q`ki  
    → 查看完整应用使用案例 p`-Oz]  
     ;Wu6f"+Y#  
    2. 基底处理 JcDcYB  
    :sL?jGk\  
     7)#8p @Q  
    \hr2#!  
    3. 谐振波导光栅的角响应 kI|7o>}<   
    6=o'.03\f  
     z[~ph/^  
    Ufr,6IX  
    4. 谐振波导光栅的角响应 \]=''C=J  
    .L#U^H|  
     ZtLZW/`  
       9H#;i]t&  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 !xxdC  
     l}MVk%[  
    1. 用于超短脉冲的光栅 )~[rb<:)b  
    D@ 4sq^|2  
    BDiN*.w5  
    bDADFitSo  
    →     查看完整应用使用案例     RR9G$}WS(  
    0wnC"2GUX  
    2. 设计和建模流程 *P0sl( &  
    *mtS\J  
     cfhiZ~."T  
    ~lH_d[  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 e61e|hoX\  
    "p\5:<  
     M>g%wg7Ah  
     
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