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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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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2022-10-19
    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。 o"ah\"#el  
    b\0Q:  
    @gqs4cg{f  
    1={Tcq\]  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 | 8L`osg  
    g=YiR/O1QN  
     单光栅分析 ,I&0#+}n  
    −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(in]7  
    −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。 _9-D3_P[3  
    UK <DcM~n  
    `TlUJ]d)  
     系统内的光栅建模 ^3)2]>pW  
    `7qp\vYL  
    −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 /jn3'q_,  
    −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。 lKhh=Pc2  
    ;`PkmAg  
    \Af|$9boHz  
         %Rsf6rJ  
    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。 $-9@/%Y  
    -z 5k4Y  
    3. 系统中的光栅对准 ]z q_gV8k  
    vsz^B :j  
    FqUt uN  
     安装光栅堆栈 ;7n*PBUJJ  
    −为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。 dbUZGn~  
    −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 FeeWZe0i  
     堆栈方向 v{{2<,l  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 @Rb1)$~#  
    s^?sJUj  
    >eTgP._  
    q>:&xR"ra  
    7CL@i L Tq  
     安装光栅堆栈- 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)。 HJ1\FO9\  
    - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 堆栈方向 w$;*~Qc  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。- 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 aLk2#1$g  
    (DMnwqr  
    6BN(^y#-X  
    n25tr'=  
    -%V-'X5  
     横向位置 07"Oj9NlA  
    −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。 *;yMD-=  
    −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。 ODvpMt:+  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 $~@096`QL<  
     在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 e, 0I~:  
     通过组件定位选项。 xOyL2   
    6ym)F!t8l  
    d<'Yt|zt  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 MirBJL  
    .QQI~p0:  
    d~Ry>   
     单光栅分析 ,Ve@=<  
    - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 TIh zMW\/K  
     系统内的光栅建模 z slEUTj)  
    - 但是,任何现实的光栅结构都放置在基底上,使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 wBHDof xX  
    - 平面建模考虑了菲涅耳损耗,但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 EM w(%}8w  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 A^@<+?  
    u\geD  
    @d^h/w  
    !gew;Jz  
    5. 光栅级次通道选择 U@5Z9/n{  
    :@Dos'0Px  
    RZh)0S>J  
     方向 N_Ld,J%g  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 [=F |^KL  
     衍射级次选择 "s<l Lgi  
    - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 ,wo"(E!4e  
    - 并非总是需要考虑所有衍射级,建议仅使用感兴趣的衍射级。 +* {5ORq=  
     备注 fO(S+}  
    - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 T>%ny\?tHW  
    T|2%b*/  
    U*:'/.  
    9:w,@Phe  
    6. 光栅的角度响应 Lbp6I0&n  
    z ;Nk& <?  
    9ufs6 z  
     衍射特性的相关性 Z2jb>%  
    - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 [gp:nxyfQm  
    - 对于不同的波长/偏振,衍射效率也不同,并且对于不同的入射角,衍射效率也不相同。 TPFmSDq  
    - 为了解决与角度有关的衍射行为,可能需要指定k域中的采样点(等效于角度空间) /(pChY>  
    - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 BIf].RY  
    slfVQ809  
    \o)4m[oF  
    s;WCz  
    示例#1:光栅物体的成像 2vQ^519  
    dKTAc":-}  
    1. 摘要 9,eR=M]+:  
    !QS<;)N@  
    N4jLbnA  
    'k Z1&_{  
    _N';`wjDY  
    XqH<)B ]  
    aW$nNUVD  
    2. 光栅配置与对准 lB~'7r`  
       l8Qi^<i/  
    q#3X*!)  
    1^^D :tt  
    ta., 4R&K  
    M)^9e?  
         1u+ (rVQN  
    3. 光栅级次通道的选择 H5 hUY'O  
    %pQ o%<d  
    gjLgeyyWC  
       @0'|Uygn  
    示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 ACltV"dB^  
    <j3HT"^[D  
    1. 光栅配置和对准 C P{h+yCj  
    )1 j2  
    c (8J  
    j)qh>y)  
    M[_I16s  
    V/}8+Xq  
    2. 基底处理 AI;=k  
    x's-UO"^  
    !I_4GE,  
    f"^tOgGH  
    3. 谐振波导光栅的角响应 MV \zwH  
    <5~>.DuE  
    r'\TS U5!  
    6|}mTG^  
    4. 谐振波导光栅的角响应 hiHp@"l<  
    ^T,cXpx|  
    g>zL{[e!  
       'v  X"l  
    示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 zUqDX{I8  
    ht9b=1wd%s  
    1. 用于超短脉冲的光栅 ?s33x#  
    P$I\)Q H  
    G].KJ5,y  
    }L9j`17  
    @CF4:NNHw  
    _AYF'o-Cm  
    {H2i+"cF  
    2. 设计和建模流程 54w-yY  
    \/v$$1p2  
    [=+/  
    IhLfuyFWu  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 I#U44+c  
    eVXbYv=gJ@  
    {8RGW0 Y  
     
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