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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。 ?$3r5sx  
    BEln6zj  
     (YIhTSL"]  
    HeCcF+  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 :v`o6x8  
    =K :(&6f<t  
     单光栅分析 +L0J_.5%^  
    −通过主窗口“光栅”菜单，可以进入仅针对光栅的特殊评估环境。 [#0Yt/G  
    −它有助于分析和可视化光栅的衍射特性，例如衍射角度和效率。 +)gGs# 2X  
    O:1DOUYXs  
    YZibi  
     系统内的光栅建模 M:_!w[NiLp  
    +O'vj  
    −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 Qu`n&  
    −这样可以对系统内的光栅进行建模，从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。 VMx%1^/(  
     gC`)]*'tE  
    I0DM=V>;  
    \k;U}Te<  
    两种建模方法通常可以一起使用，如先优化光栅结构本身，然后将其插入系统。 6)ycmu;!$  
     Uh.Sc:trA  
    3. 系统中的光栅对准 ;+ G9-  
    s;J\Kc?"|  
    va5FxF*%  
     安装光栅堆栈 4b4QbJ$  
    −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）。 CN/IH   
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 ;W0]66&  
     堆栈方向  Vu [:A  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 84'?u m  
    Y;,Hzmbs6w  
    =<{ RX8  
    -u|l}}bh  
    u?kD)5Nk  
     安装光栅堆栈 ~s#e,Kav"  
    - 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）。 IZ8y}2  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 =MC~GXJSNw  
     堆栈方向 6 mO"  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 o'Pu'y  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 ^uW%v2  
    '&by3y5w-3  
     TFy7HX\Oq  
    4 \p -TPM  
    'S?;J ,/  
     横向位置 &x0C4Kh  
    −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。 zE`R,:VI  
    −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。 8Mu;U3cIW  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 : ,p||_G&  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 :Q_x/+-  
     通过组件定位选项。 /s c.C  
    B,_`btJh  
    .+E#q&=  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     Ax!Gu$K2o  
    <tbZj=*O/o  
    kX[fy7rVt  
     单光栅分析 ~O: U|&  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 '# z]M  
     系统内的光栅建模 ]` ]g@v  
    - 但是，任何现实的光栅结构都放置在基底上，使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 SMoz:J*Q(  
    - 平面建模考虑了菲涅耳损耗，但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 D|_V<'  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 NP/>H9Q2%  
    %6ub3PLw8  
     gLQ #4H  
    ++8_fgM  
    5. 光栅级次通道选择 uLN[*D  
    M=y0PCD  
    4:mCXP,x  
     方向 <y)E>Fl  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 ;;V\"7q'  
     衍射级次选择 47UO*oLS  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 +a|/l  
    - 并非总是需要考虑所有衍射级，建议仅使用感兴趣的衍射级。 7>i2OBkAhB  
     备注 F9H~k"_ZJR  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 ~]WVG@-  
    Pxhz@":[  
     1f4 bt6[  
    dqe7sZl!  
    6. 光栅的角度响应 b |7ja_  
    lIf(6nm@  
    <7n]Ai@Y  
     衍射特性的相关性 8)xt(~qF  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 otr>3a*'  
    - 对于不同的波长/偏振，衍射效率也不同，并且对于不同的入射角，衍射效率也不相同。 pCU*@c!  
    - 为了解决与角度有关的衍射行为，可能需要指定k域中的采样点（等效于角度空间） SwH2$:f  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 #Hu~}zy  
    PlCc8Zy  
     :reTJQwr  
    vR>o}%`  
    示例＃1：光栅物体的成像 v6uxxsI>Hm  
     .L;@=Yg )  
    1. 摘要 ;sPzOS9  
    *'R#4@wmP  
     M>l^%`  
    H?yE3 w  
    → 查看完整应用使用案例     Ec]|p6a3  
    uDuF#3 +"  
    2. 光栅配置与对准 vtxvS3   
       ohQAA h  
    xxa} YIe8  
    qv+R:YYOq  
     .mxTfP=9  
    @"|i"Hk^  
     P7GRSjG  
    3. 光栅级次通道的选择 cd.brM  
    Qv#]81i(1  
     =_pwA:z"A  
       68t}w^=  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 WZFH@I28  
     4]XI"-M^D  
    1. 光栅配置和对准 6)*xU|fU  
    >a>fb|r  
     j"7 JLe*  
    85]SC$  
    → 查看完整应用使用案例 G'#41>q+  
     jO'|mGUM  
    2. 基底处理 K5"sj|d&  
    G<qIY&D'  
     rPiNv 30L  
    q<{NO/Mm  
    3. 谐振波导光栅的角响应 O\beKBT;  
    F 3RB  
     jqcz\n d  
    P-Su5F  
    4. 谐振波导光栅的角响应 E{Vo'!LY  
    SUdm 0y  
     RKkGITDk  
       K|^wc$  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 8{I"q[GZ  
     i|$z'HK;+  
    1. 用于超短脉冲的光栅 aXR%;]<Dw  
    VOgi7\  
    M}F~_S0h  
    4%ZM:/  
    →     查看完整应用使用案例     Q/^A #l[  
    pP/@  
    2. 设计和建模流程 &Cro2|KZhG  
    | {P|.  
     iI?{"}BZ  
    Tz-X o  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 {aDFK;qG.  
    ;j} yB  
     VcgBLkIF  
     
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