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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。 Q>nq~#3?  
    ~V?O%1)k?\  
     &I.UEF2,  
    Nt#zr]Fz  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 : j&M&+  
    t=iSMe  
     单光栅分析 ]Ff"o7gT  
    −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。 "GP!]3t  
    −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。 krZ J"`  
    p_Fc:%j>  
    lhTjG,U=  
     系统内的光栅建模 Cz x U @  
    w[z^B&  
    −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 hG cq>Cvf  
    −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。 a +Q9kh  
     nM  D^x  
    SF61rm  
    W-%oj.BMA  
    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。 \pZ,gF;y  
     D%umL/[]  
    3. 系统中的光栅对准 s z/7cLo  
    %y33evX/B  
    &R/)#NAp  
     安装光栅堆栈  (7x5  
    −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）。 L,.Ae i9  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 7]Y Le+Ds  
     堆栈方向 m8H|cQ@Uu  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 p~I+ZYWF'  
    m/n_e g  
    XF(I$Mxl6  
    km'3[}8o&  
    tfj6#{M5  
     安装光栅堆栈 8qn1? Lb  
    - 为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 0\%/:2   
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 r_T\%  
     堆栈方向 T F&xiL^  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 *. l,_68  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 K8doYN  
    LF <fp&C)h  
     z71.5n!C  
    xf<D5 olZ  
    ?ltTJ(Po  
     横向位置 = ^:TW%O  
    −对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时，必须考虑光栅的横向位置。 4x.'H18  
    −例如，激光束（紧密地）聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上，效果可能会大不相同。 R9D< lX0%  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 4&)*PKq  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 !>-cMI6E  
     通过组件定位选项。 ed4:r/Dpo  
    `w6\II)aB  
    0/S|P1!b  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     mJRvC%  
    xn1  
    rOw""mE  
     单光栅分析 8I$B^,N  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 W$ #FM$U  
     系统内的光栅建模 Bp 6jF2  
    - 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。 ?`Qw=8]`  
    - 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>6#MI  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 1Vt7[L*  
    $n& alcU  
     ]p:x,%nm  
    br+{23&1R#  
    5. 光栅级次通道选择 2 ]5dSXD  
    d*Dq=.F(  
    7kO5hlKeo  
     方向 .2/(G{}U  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 z+FhWze  
     衍射级次选择 S*Scf~Qp  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 6Lz{/l8  
    - 并非总是需要考虑所有衍射级，建议仅使用感兴趣的衍射级。 `o yz"07m  
     备注 n|IdEgD$  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 12DMb9_rp  
    T{d7,.:  
     AZz }  
    BbUZ,X*Y  
    6. 光栅的角度响应 TAl py$  
    OaRtGJnR  
    P!'Sx;C^f  
     衍射特性的相关性 5WgdgDb@L  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 Bu">)AnN  
    - 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。 NmYSk6kWJ  
    - 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） R<lj$_72Q  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 ]h~=lItTRZ  
    ]78I  
     {uh]b (}s)  
    ) Yz` 6  
    示例＃1：光栅物体的成像 /ZHuT=j1  
     e5maZ(.;F  
    1. 摘要 lidzs<W-fW  
    o Q I3Yz  
     \Xc6K!HJM  
    2;r(?ebw  
    → 查看完整应用使用案例     ?~uTbNR  
    p8hF`D~  
    2. 光栅配置与对准 o)Kx:l +f  
       %@3AA<  
    ~?m';  
    %/b?T]{  
     o1YX^-<[F  
    5 :6^533]  
     R8P7JY[h  
    3. 光栅级次通道的选择 CdlE"Ye  
    ;X-~C.7k  
     YpoO:  
       z8{ kwz  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 8hba3L_Z  
     zvYkWaa_Qz  
    1. 光栅配置和对准 a_4Ny  
    ))|Wm}  
     K#H}=Y A  
    z:-a7_   
    → 查看完整应用使用案例 P66{l^  
     c<L^ 1,G2  
    2. 基底处理 U(3+*'8r,1  
    I=6\z^:  
     _'0HkT{I  
    T^g2N`w2  
    3. 谐振波导光栅的角响应 j9u/R01d  
    WM5 s  
     (f^WC,  
    ?r0#{x~  
    4. 谐振波导光栅的角响应 ne] |\]  
    h 1G`z  
     (g xCP3  
       ~[d U%I>L^  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 fu'iG7U M  
     9%WUh-|'p  
    1. 用于超短脉冲的光栅 EGL1[7It`  
    u"XqWLTV  
    =k6zUw;5 U  
    e^Q$Tog<  
    →     查看完整应用使用案例     GY,l&.&  
    'uS!rKkQlu  
    2. 设计和建模流程 *`OgwMr)M  
    #\KSv Z  
     n#t{3qzpD  
    md:$O C3  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 ac"Pn? q  
    Og[NRd+  
     { 2G9>'  
     
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