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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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    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。 Y!POUMA }A  
    JC=Bxv  
     Q;5\( 0w5  
    <[~x]-  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 vO0ql  
    tAc;O[L  
     单光栅分析 |;D[Al5AMc  
    −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。 "r"Y9KODm  
    −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。 hJd#Gc~*M  
    1Eg}qU,:  
    U Ciq'^,  
     系统内的光栅建模 Rb9Z{Clq>  
    mD)Nh  
    −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 PKjA@+  
    −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。 R8],}6,;E}  
     l>qCT  
    l,v:[N  
    Szg<;._J  
    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。 W1: o2 C7  
     :m37Fpz&b  
    3. 系统中的光栅对准 {qx"/;3V  
    wV-cpJ,}  
    *:&fw'vd,  
     安装光栅堆栈 BV!Kiw  
    −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）。 nmSpNkJ5  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 ?L'k2J  
     堆栈方向 {Ua5bSbh  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 :_e.ch:4  
    7PisX!c,h  
    x65e,'  
    2<988F  
    +-.BF"}  
     安装光栅堆栈 "n8_Ag@r  
    - 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）。 RuXK` y Sv  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 mR0@R;,p  
     堆栈方向 N@A#e/8  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 Q`//HOM,  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 Jp= (Q]ab  
    o&CvjE  
     <v2R6cj5  
    ED$gnFa3I  
    2XXEg> CU  
     横向位置 >K &b,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。 u5,IH2BU  
    −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。 {K|{a  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 $K,aLcu  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 zc2,Mn2  
     通过组件定位选项。 Zv-6H*zM6  
    nB:Bw8U"Q  
    b#y}VY)?  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     DX!$k[  
    ~cZ1=,P  
    J`x9 XWYw  
     单光栅分析 snK9']WXo  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 I+<;D sp  
     系统内的光栅建模 ##n\9ipD  
    - 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。 /z'j:~`E  
    - 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。 keWgbj  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 *Zc-&Dk:Ir  
    /0\pPc*kA{  
     Fj&vWj`*  
    z[k2&=c  
    5. 光栅级次通道选择 ,J~1~fg89  
    6@$[x* V  
    l%U9g  
     方向 Z6*RIdD>  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 \ agC Q&  
     衍射级次选择 cbteNA!>  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 s=d?}.E$  
    - 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。 L*l( ~t)vF  
     备注 O^<6`ku  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 bc"{ZL!C  
    @%TQ/L^|  
     #2MwmIeA  
    3dM6zOK  
    6. 光栅的角度响应 YW'Y=*  
    lu{}j4  
     AH} nTm  
     衍射特性的相关性 '0=U+Egp  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 l-Xxv  
    - 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。 NMDNls&)k  
    - 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） 7]^Cg;EtM:  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 s R~&S))  
    | -R::gm  
     ;'Y?wH[  
    1dq.UW\  
    示例＃1：光栅物体的成像 e Jwr  
     Z5U~g?  
    1. 摘要 ~\/ J&  
    fg9sZ%67]\  
     OYzJE@r^  
    A1@-;/H3  
    → 查看完整应用使用案例     5bAXa2Vt  
    }+B7C2_\  
    2. 光栅配置与对准 X}!_p& WI  
       `SG70/  
    7q?Yd AUz  
    Cse0!7_T  
     J8%|Gd0#4  
    xvkof 'Q)  
     }iC~B}  
    3. 光栅级次通道的选择 wiVQMgi`  
    V.4j?\#%  
     i~,k2*o  
       ,'9tR&S$_  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 ^d"J2n,7L  
     %pt $S~j  
    1. 光栅配置和对准 )_=&)a1U  
    70NHU;&N  
     qYh,No5\;t  
    kgIWgk%  
    → 查看完整应用使用案例 :b>|U"ux  
     !69^ kIi$  
    2. 基底处理 MJb = +L  
    {, |"Rpd  
     e\dT~)c  
    \(C W?9)  
    3. 谐振波导光栅的角响应 ^"Y'zI L  
    !G,$:t1-=V  
     Yyo|W;a]  
    epL[PL}  
    4. 谐振波导光栅的角响应 98]t"ny [  
    <Z;7=k  
     SQ!lgm1bA  
       `SW " RLS3  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 w(U/(C7R  
     b[k 1)R"  
    1. 用于超短脉冲的光栅 @r43F$bcqo  
    =gn}_sKNE  
    jysV%q 3  
    Id*^H:]C#  
    →     查看完整应用使用案例     ;!}SgzSH}  
    JXAyF6 $  
    2. 设计和建模流程 z]YhQIU4n8  
    \,EPsQV0?  
     U{_s1  
    EVL;"   
    3. 在不同的系统中光栅的交换 OW}A48X[+  
    ;40m goN  
     8_m9CQ6 i  
     
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