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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。 {,tEe'H7  
    AzVON#rj  
     X>j% y7v  
    y^tuybpZY<  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 @FKNB.>  
    %geiJ z  
     单光栅分析 ";yCo0*  
    −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。 "tB"C6b  
    −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。 -! Hn,93  
    \Q<c Y<  
    08{0i,Fs  
     系统内的光栅建模 W"+*%x  
    X[:Hp`_$  
    −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 IlJ6&9  
    −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。 R)d1]k8  
     x2 /\%!mt  
    +uKh]RP  
    RUUV"y  
    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。 fEE[h uG  
     NL 3ri7n  
    3. 系统中的光栅对准 f4)fa yAVp  
    }YWLXxb;  
    6=s!~  
     安装光栅堆栈 9F)+p7VJq  
    −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）。 =.O8G=;DOA  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 m07= _4  
     堆栈方向 `z%f@/:fG  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 0]=|3-n  
    wl H6  
    =#dW^ ?p  
    13wO6tS k  
    1=gE ,k5H  
     安装光栅堆栈 E}Q'Wz|k  
    - 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）。 %!I7tR#;  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 hp+=UnW  
     堆栈方向 mH2XwA|  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 b?eIFI&w^l  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 n@  lf+  
    .Nz2K[  
     3:Q5dr+1_  
    |;e K5(|  
    ~kPHf_B;z  
     横向位置 L#mf[a@pCn  
    −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。 <VI.A" Qk~  
    −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。 xX$'u"dsA  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 6U5L>sQ  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 IHHL. gT  
     通过组件定位选项。 TELN4*  
    t=o2:p6&  
    =]jc{Y%o  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     \Fg%V>  
    W5 ^eCYHoi  
    w%F~4|F  
     单光栅分析 S?ELFq(g  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 TtTp ,If  
     系统内的光栅建模 .Qk T-12  
    - 但是，任何现实的光栅结构都放置在基底上，使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 ci*rem  
    - 平面建模考虑了菲涅耳损耗，但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 x6Zhw9RV  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 EYWRTh  
    KSkT6_<  
     C$?gt-tJ'  
    v,bCj6  
    5. 光栅级次通道选择 z6 T3vw  
    vpnQs#8O  
    |j:"n3~6  
     方向 tN P>6F/  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 ,9;RP/"7  
     衍射级次选择 5hN)y-4@  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。  %f3qCN  
    - 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。 CqK&J /8  
     备注 D>tex/Of3  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 v$~1{}iI5  
    ! R rk  
     z OwKh>]  
    I)7STzlMj.  
    6. 光栅的角度响应 {jdtNtw  
    oA/[>\y  
    Q8-;w{%  
     衍射特性的相关性 %-9?rOr  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 ][vm4UY  
    - 对于不同的波长/偏振，衍射效率也不同，并且对于不同的入射角，衍射效率也不相同。 )B"k;dLm  
    - 为了解决与角度有关的衍射行为，可能需要指定k域中的采样点（等效于角度空间） Z[9) hGh  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 u NmbR8Mx  
    3 s%Kw,z  
     5PF?Eq   
    rdj_3Utv  
    示例＃1：光栅物体的成像 VZveNz@]r  
     7Yv1et |  
    1. 摘要 YkWv*l  
    !fX&i6  
     Oly"ll*K  
    287g 5  
    → 查看完整应用使用案例      9t$#!2z  
    aMv?D(Meb  
    2. 光栅配置与对准 }+mIP:T  
       RBOb/.$  
    t)qu@m?FZ)  
    vbA<=V*P  
     ws/e~ T<c  
    K Eda6zZH  
     nR %ey"  
    3. 光栅级次通道的选择 |ty?Ah,vb  
    /H (55^EMZ  
     L i g7Ac,  
       5r2A^<)  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 y  J|/^qs  
     L<D<3g|4  
    1. 光栅配置和对准 pVm]<jO  
    `GDWy^-Q+!  
     srbES6  
    Fal##6B  
    → 查看完整应用使用案例 wak:"B[  
     Ppton+?(  
    2. 基底处理 !l6Ez_'  
    k`we_$/Gw  
     #}xw *)3  
    o:wI{?%-3  
    3. 谐振波导光栅的角响应 V><,.p8  
    gPE` mE  
     6y+_x'  
    {<}9r6k;f  
    4. 谐振波导光栅的角响应 "1P[D'HV4|  
    \k4em{K  
     XJZ\ss  
       M&[bb $00j  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 QjlQsN!  
     c1ga{c`Z  
    1. 用于超短脉冲的光栅 K0aT(Rc e  
    WrHY'  
    W5*Kq^6Pd  
    FG:t2ea  
    →     查看完整应用使用案例     H*H~~yQ  
    BQ:hUF3  
    2. 设计和建模流程 F$sDmk#  
    )Fsc0_  
     \<aR^Sj.  
    XN^l*Q?3n  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 ^? V9  
    FoQy@GnM5  
     >d3`\(v-  
     
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