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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。 ,+tPRkwA^  
    RF_[?O)Q  
     w[(n>  
    *hVb5CS  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 upypxC  
    3Y z]8`C  
     单光栅分析 =m}TU)4.  
    −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。 s^w\zzYb  
    −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。 DVI7]+=nV  
    ~TDzq -U)  
    vwKw?Z0%J  
     系统内的光栅建模 :peqr!I+K  
    }YQ:6I  
    −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 .APVjqG  
    −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。 S%kS#U${|  
     +W9]ED  
    :pwa{P  
    RqXi1<6j#  
    两种建模方法通常可以一起使用，如先优化光栅结构本身，然后将其插入系统。 {Eu'v$c!  
     pOMgEEhfS  
    3. 系统中的光栅对准 J58#$NC `'  
    "B#Y-  
    t5paY w-b  
     安装光栅堆栈  c/ _yMN  
    −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）。 bGN 54{f  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 lop uf/U0  
     堆栈方向 Y0@yD#,0~  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 CtM'L   
    %e{(twp  
    LM:)j:gS6  
    '[nmFCG%m*  
    XLm@etf  
     安装光栅堆栈 J A`H@qE  
    - 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）。 >AG^fUArH  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 Wr5Q5s)c  
     堆栈方向 :uo[&&c  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 P-'_}*wxi  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 _gW{gLYyJ  
    K\P!a@>1  
     T~X41d\  
    *69c-` o  
    $n-Af0tK  
     横向位置 D{p5/#|r  
    −对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时，必须考虑光栅的横向位置。 HzvlF0f  
    −例如，激光束（紧密地）聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上，效果可能会大不相同。 e.l!3xY2'  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 sqpGrW.  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 V^n0GJNo  
     通过组件定位选项。  (#o t^  
    ;/'|WLI9  
    QHzgy?  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     FLZSK:3B]  
    T%(C-Quh  
    QU T"z'  
     单光栅分析 -[DWM2C$K4  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 cy|%sf`  
     系统内的光栅建模 KE.Dt  
    - 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。 & [_ZXVva~  
    - 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。 dl0FQNz8@B  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 J 02^i5l  
    ^Kqf ~yS%  
     ~Ky4+\6o>  
    k_aW  
    5. 光栅级次通道选择 !msNEE@[  
    | o0RP|l  
    i#W*'   
     方向 lb~E0U`\E`  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 l-.(Ez*  
     衍射级次选择 Zx{96G+1  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 /L v1$~  
    - 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。 V8PLFt;  
     备注 3o6RbW0[  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 6/tI8H3E  
    ? \m3~6y  
     a1c1k}  
    ?j{C*|yHO  
    6. 光栅的角度响应 mR+Jws'  
    {]kaJ{U>  
    sx 9uV  
     衍射特性的相关性 OgCy4_a[f  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 @r;wobt  
    - 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。 j6g@tx^)'  
    - 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） riCV&0"n  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 )oU)}asY  
    7:Zt uc]  
     osH Cg  
    ]@ M5_%p  
    示例＃1：光栅物体的成像 ?&X6:KJQ  
     Tum_aI  
    1. 摘要 K84^ Oq  
    9&Ne+MY^%  
     nJZ6? V  
    jQh^WmN  
    → 查看完整应用使用案例     sL^yB  
    9$1)k;ChP/  
    2. 光栅配置与对准 \9{F5S z  
       \Kav w  
    A??@AP[7M  
    3 hKBc0  
     K@u&(}  
    lr@#^  
     pz|'l:v^  
    3. 光栅级次通道的选择 uQqWew8l+  
    G64Fx*`  
     c EnkU]  
       [xZU!=  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 kkCZNQ~I  
     1X1 N tS @  
    1. 光栅配置和对准 ZKpvDH'  
    X/0v'N  
     |L6&Gf]#5  
    I f-_?wZe  
    → 查看完整应用使用案例 e}yX_Z'P<  
     c64v,Hj9  
    2. 基底处理 K>/%X!RW  
    EbY,N:LK  
     Ms^dRe)  
    O9M{  ).  
    3. 谐振波导光栅的角响应 5F"|E-;  
    9~\kF5Q"  
     G$M9=@Ug  
    Nw_@A8-r  
    4. 谐振波导光栅的角响应 Orn0Zpp<z  
    Cby;?F6w  
     Qdk6Qubi!  
       N)2f7j4C &  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 -~{c u47_  
     zYER  
    1. 用于超短脉冲的光栅 ?~e3 &ux  
    u{<"NR h  
    OhZgcUqQ8  
    0% L l  
    →     查看完整应用使用案例     &[Xu!LP  
    )u%je~Vw  
    2. 设计和建模流程 &[vw 0N-  
    Uz7oL8  
     hZXXBp  
    M~e0lg8  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 "r4AY  
    - YqYcer  
     &)d$t'7p  
     
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