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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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    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。 Vw;Z0_C  
    Smr{+m a  
     zLpCKndj  
    7>FXsUt_  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 m`/Nl<  
    M+)a6ge  
     单光栅分析 '5e,@t%y  
    −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。 @(3F4Z.i%.  
    −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。 b/wpk~qi  
    (_T{Z>C/J  
    i"^>sk  
     系统内的光栅建模 ]A*}Dem*5  
    i5'&u:  
    −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 a`xq h2P  
    −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。 G]^[i6PQs  
     "-J 5!y*,Y  
    EBj^4=b[  
    XYEwn_Y  
    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。 l/eF P  
     dbI>\khI  
    3. 系统中的光栅对准 8v4}h9*F"7  
    __=H"UhWv  
    bc)>h!'Y  
     安装光栅堆栈 $ [gN#QW%  
    −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）。 z _!ut  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 i+_LKHQN  
     堆栈方向 Ve,g9I  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 FFHq':v  
    e#"h@kZP  
    aeqz~z2~8s  
    hW^,' m  
    dG\ wW@}J  
     安装光栅堆栈 Fn4v/)*H  
    - 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）。 dC11kq qj  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 +7Ws`qhEe  
     堆栈方向 bJ^JK  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。  @MW@mP)#  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 %@$UIO,(  
    eA!o#O.  
     ]WT@&F  
    la!]Y-s)'4  
    h Yu6PWK  
     横向位置 X{9^$/XsJ  
    −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。 &2'-v@kK  
    −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。 6j#JhcS+  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 hor7~u+  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 NOb`)qb  
     通过组件定位选项。 .)Tj}Im2p  
    53Adic  
    VPLf(  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     nt.LiM/L  
    )G[byBa  
    FX:`7c]:9  
     单光栅分析 &kb`)F3nU  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 m5Bf<E,c  
     系统内的光栅建模 xR7ZqTcw  
    - 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。 pR0[qsQM  
    - 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。 K<JzIuf&  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 st'T._  
    ;vx5 =^7P  
     {UiSa'TR1b  
    Vk5Z[w a  
    5. 光栅级次通道选择 V&Y`?Edc  
    ('J/Ww<  
    >w,L=z=  
     方向 H MOIUd  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 [8V;Q  
     衍射级次选择 {v={q1  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 0uy'Py@2<  
    - 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。 t}t(fJHY`  
     备注 4&)sROjV=  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 u=`H n-(  
    `kKssU<  
     `Fqth^RK?p  
    c~|(j \FI  
    6. 光栅的角度响应 t~2oEwTm  
    v>X!/if<y  
    zCs34=3 D[  
     衍射特性的相关性 Y;w|Fvjj+  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 G?4@[m  
    - 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。 jaS<*_~#R  
    - 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） *tjaac;z<J  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 =<\22d5L  
    0nc(2Bi  
     (g6e5Sgi>  
    ,fjY|ip  
    示例＃1：光栅物体的成像 O:BdZ5 b  
     pl8b&bLzi  
    1. 摘要 =DwLNyjU4  
    Y e0,0Fpw  
     M)13'B.  
    `IN!#b+Eo  
    → 查看完整应用使用案例     k?=1q[RQH  
    UfW=/T  
    2. 光栅配置与对准 5OM #_.p  
       DG&'x;K"$  
    7_~sa{1R.  
    . !1[I{KU  
     w_"d&eYdg0  
    6R :hsC$  
     zJXK:/  
    3. 光栅级次通道的选择 "DN,1Q lCp  
    Jp jHbG  
     c5p,~z_Dtu  
       Gf8^nfr  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 NX\AQVy9  
     cGm3LS6]*  
    1. 光栅配置和对准 -!!]1\S*Y  
    -9vNV:c  
     >5O~SF.  
    aiPm.h>  
    → 查看完整应用使用案例 a!R*O3  
     a&{Y~Og?%  
    2. 基底处理 <T>s;b  
    *I :c@iCNJ  
     f?d5Ltg   
    0n:cmML )D  
    3. 谐振波导光栅的角响应 7"eK<qJ  
    kqX=3Zo  
     <ll?rPio"  
    CUJq [  
    4. 谐振波导光栅的角响应 )l9KDObis  
    4Q!A w  
     NsI.mTc2  
       r10VFaly  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 ~QSX 1w"  
     OxDq LX  
    1. 用于超短脉冲的光栅 Z,"4f*2  
    U[MeK)*  
     2d*bF.  
    Ck#e54gJX  
    →     查看完整应用使用案例     `U|7sLR  
    LxIGPC~  
    2. 设计和建模流程 L ~'98C  
     <O7!(  
     ?L\"qz%gP  
    0g30nr)  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 0GxJja  
    (o*YGYC  
     p _[,P7  
     
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