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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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    在线infotek
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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。 ,ESli/6  
    iEtR<R>=  
     dNt^lx  
    uVU)LOx  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 &M?b 08  
    LZ_VLW9w E  
     单光栅分析 61kSCu  
    −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。 -9{N7H  
    −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。 @Drl5C}+  
    %4!^AA%  
    :~8@fEKb{  
     系统内的光栅建模 06AgY0\  
    BE@(| 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。 Ff/Ap&0+  
    −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。 Posz|u<x  
     ]m 3cm  
    de W1>yh^_  
    u,8)M' UU  
    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。 5"57F88Y1  
     (nB[aM  
    3. 系统中的光栅对准 SceHdx(]  
    Ojl X<y.  
    @uRJl$3  
     安装光栅堆栈 M 1 m]1<  
    −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）。 G5U?]& I8  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 QjSWl,{ $D  
     堆栈方向 zKJQel5  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 y$-@|M$GG  
    G9okl9;od  
    NCi~. I  
    2=K|kp5  
    !^F_7u@Q  
     安装光栅堆栈 BSHS)_xs  
    - 为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 AzJ;E tR  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 3^ UoK  
     堆栈方向 tTTHQ7o*BD  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 (kY  0<  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 hL/u5h%$  
    =6ru%.8U,  
     Ip7#${f5M  
    IowXVdm@6  
    d*Mqs}8  
     横向位置 8~Zw"  
    −对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时，必须考虑光栅的横向位置。 oCkG  
    −例如，激光束（紧密地）聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上，效果可能会大不相同。 {c3FJ5:  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 Gu$J;bXVj  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 Hm'fK$y(  
     通过组件定位选项。 s/hWhaS<  
    9b=0 4aWHm  
    \`~YW<D  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     D['J4B  
    HEFgEYlO  
    [8Y7Q5Had  
     单光栅分析 |LC"1 k  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 ^(+q 1O'  
     系统内的光栅建模 Go c*ugR  
    - 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。 ,h1\PT9ULY  
    - 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。 p({@t=L3g  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 S[$9_Jf  
    cA 4?[F  
     r3' DXP  
    lbt8S.fx  
    5. 光栅级次通道选择 bs\k b-\R  
    rz&V.,s  
    5>%^"f  
     方向 M/.M~/ ~  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 tik*[1it  
     衍射级次选择 Peph..8Z  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 N}VoO0I  
    - 并非总是需要考虑所有衍射级，建议仅使用感兴趣的衍射级。 x*F- d2D  
     备注 /y{fDCC  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 ~cp=B>*(  
    ,8Q0AkG  
     #FAW@6QG  
    [I%e Ro[  
    6. 光栅的角度响应 [Uq`B &F:  
    %K3U`6kHcd  
    4.,|vtp  
     衍射特性的相关性 ,{:qbt  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 yw+]S  
    - 对于不同的波长/偏振，衍射效率也不同，并且对于不同的入射角，衍射效率也不相同。 Lct_6?  
    - 为了解决与角度有关的衍射行为，可能需要指定k域中的采样点（等效于角度空间） [>GblL  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 1WqCezI  
    :kI[Pf!z  
     %KO8 i)n  
    ~u1~%  
    示例＃1：光栅物体的成像 B0yGr\KJ  
     1yF9zKs&_  
    1. 摘要 H74'I}  
    0&NM=~  
     y~]D402Cx  
    D +0il=5  
    → 查看完整应用使用案例     "dv\ 9O  
    LEnv/t6U  
    2. 光栅配置与对准 J|U~W kW  
       \M.?*p  
    lrHN6:x(Y4  
    Ag:/iB ]  
     J| &aqY  
    .yUD\ZGJ u  
     %2D'NZS  
    3. 光栅级次通道的选择 qOpwl*?x+  
    6v:L8 t$"  
     +fozE?  
       g$)0E<  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 Tg@G-6u0c  
     #+6j-^<_6  
    1. 光栅配置和对准 M-Vz$D/aed  
    ;6 d-+(@  
     x%$6l  
    ^=-25%&^  
    → 查看完整应用使用案例 7mi=Xa:U  
     _]'kw [  
    2. 基底处理 D.7cWR`Wp  
    I31Nu{  
     En-=z`j G  
    J Z@sk2  
    3. 谐振波导光栅的角响应 `3[W~Cq  
    h-Ks:pcR  
     G DBV  
    :SN?t  
    4. 谐振波导光栅的角响应 ?en-_'}~a  
    ?^-fivzS>  
     V0,5c`H c  
       G^<m0ew|  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 H 9/m6F  
     T[[E)f1[  
    1. 用于超短脉冲的光栅 *pS3xit~  
    "3 2Ua3m:G  
    %ByqkY{5F  
    rjfWty%6pX  
    →     查看完整应用使用案例     1$ }Tn  
    Xsb.xxK.  
    2. 设计和建模流程 BB1_EdoG  
    }|=Fnyj  
     P%w!4v ~"  
    NV} fcZ  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 kp?_ir  
    k+@ :+ RL  
     I )% bOK]  
     
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