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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
    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。 nfldj33*  
     Y ,  
     GKk> ;X-  
    |}FK;@'I6  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 fQ[& ^S$  
    9 rMP"td  
     单光栅分析 t+H=%{z  
    −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。 Z$X[x7e.  
    −它有助于分析和可视化光栅的衍射特性，例如衍射角度和效率。 "mk4O4dF  
    . `ND  
    ^zfO=XN  
     系统内的光栅建模 *GGiSt  
    !5wuBJ0  
    −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 |riP*b  
    −这样可以对系统内的光栅进行建模，从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。 ZCcKY6b  
     q^I/  
    ycPGv.6  
    w,s++bV;L  
    两种建模方法通常可以一起使用，如先优化光栅结构本身，然后将其插入系统。 7GFE5>H  
     >l>;"R9N  
    3. 系统中的光栅对准 4/Mi-ls_  
    NDqvt$  
    VEc^Ap1?'  
     安装光栅堆栈 MS=zG53y  
    −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）。 hoOT]Bsn  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 ; 1^ ([>|  
     堆栈方向 {,9^k'9  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 $;V?xZm[  
    c1wP/?|.>  
    ]zt77'J  
    h(>eHP  
    Ch;wvoy  
     安装光栅堆栈 Twi7g3}/jB  
    - 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）。 $ Ith8p~  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 &yabxl_  
     堆栈方向 Ld9YbL:  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 A><q-`bw  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 '=V!Y$tn  
    Ed>Dhy6\r  
     GdlzpBl  
    O^L#(8bC  
    ;/79tlwq  
     横向位置 yPmo@aw]1  
    −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。 5.TeH@(  
    −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。 X%sMna)  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 M];?W  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 *^@{LwY\M  
     通过组件定位选项。 Y+kfMAv  
    ) u(Gf*t  
    %Ums'<xJ  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     !,0%ZG}]7  
    e*Gt%'  
    b<]Ae!I'  
     单光栅分析 zQ=c6xvm8  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 /E32^o|,>  
     系统内的光栅建模 "B34+fOur  
    - 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。 ox&PFI0Gn  
    - 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。 ?r}'0dW  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 ER'zjI>t@  
    F3Y/Miw  
     h@H8oZ[  
    j]X $7  
    5. 光栅级次通道选择 <=g{E-  
    @L/p  
    "rJJ~[Y  
     方向 c*~ /`lG  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 xaw)iC[gI{  
     衍射级次选择 _=Eb:n+X  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 5Kw$QJ/  
    - 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。 NE1n9  
     备注 0LW|5BVbIO  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 G oHdhne3  
    WW&ag r  
     "pa2,-&  
    _ mJP=+i  
    6. 光栅的角度响应 x,rK4L7U  
    j YVR"D;  
    !C3ozZ<  
     衍射特性的相关性 H-g CY|W  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 ^8q(_#w`K  
    - 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!u&8#i  
    - 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） # ^q87y  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 x Rp;y*  
    /T\'&s3D+  
     R<eD)+  
    N\nxo0sl  
    示例＃1：光栅物体的成像 9:v0gE+.  
     W3M1> (  
    1. 摘要 XN Gw@$  
    ZdsYIRU#  
     ,"xr^@W  
    $uj3W<iw3E  
    → 查看完整应用使用案例     !$Whftg  
    O}Mu_edM  
    2. 光栅配置与对准 ,CED%  
       Py^fWQ5I~%  
    Ss$/Bh>hN  
    ON-zhT?v  
     H)rE-7(f!  
    _rakTo8BY  
     uozK'L  
    3. 光栅级次通道的选择 _@L{]6P%V  
    $9@jV<Q1  
     -`s_md0BM  
       HD~o]l=H  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 !+H)N  
     T? e(m  
    1. 光栅配置和对准 DV!10NqUr  
    30fqD1_{  
     VNT*@^O_=  
    7]F@ g}8  
    → 查看完整应用使用案例 xN +Oca  
     sBq6,Iu  
    2. 基底处理 /t|Lu@&:Xo  
    y3Qb2l  
     ,>Yl(=&  
    2AdO   
    3. 谐振波导光栅的角响应 3`+Bq+  
    uN*Ynf(:-  
     \C&V)/  
    Cw$7d:u  
    4. 谐振波导光栅的角响应 u5O`|I@R  
    f=T-4Of  
     yLgv<%8f  
       ; nc3O{rU  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法  sg9  
     VBq|j"o0"  
    1. 用于超短脉冲的光栅 Em]2K:  
    iyJx~:  
    6 6C_XT  
    ,k |QuOrCh  
    →     查看完整应用使用案例     p6AF16*f0  
    >`=9So_J  
    2. 设计和建模流程 vT{+Z\LL=  
    A81'ca/  
     ko+fJ&$  
    <X "_S'O  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 p?V@P6h  
    aQHB  
     epGC Ta  
     
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