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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: 2023-09-20
    1. 摘要 LiN{^g^fx  
    Ct.Q)p-wn  
    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。 8-+IcyUza  
    %=_ Iq\lC  
    ~j8x"  
    _#-(XQa  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 &&t4G}*  
    4} =]QQoE  
     单光栅分析 ;AHa|35\  
    −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。 o[8Y%3  
    −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。 Kk#8r+ ,  
    `cf&4Hn  
    !".@Wg$  
     系统内的光栅建模 [kn`~hI  
    i12iB+q  
    −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 %n{E/06f  
    −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。 s%p(_pB  
    Gn&)*qCO  
    s>_ne0  
    XhTp'2,]  
    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。 A$%%;O   
    b-~Gt]%>m  
    3. 系统中的光栅对准 K);:+s-  
    _H%ylAt1j  
    x?f3XEA_  
     安装光栅堆栈 5 {'%trDEy  
    −为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。 3hb1^HNT  
    −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 dG6Mo76  
     堆栈方向 |-2,k#|  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 "-N%`UA  
    Tb~(?nY5  
    \@tt$ m%  
    4Mnne'7  
    6%O"   
     安装光栅堆栈 pdmeB  
    - 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)。 ud! iy  
    - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 V. :imj  
     堆栈方向 <.RgMPi  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 Gu&zplB  
    - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 u:"mq.Q  
    z <s]Z  
    ?%;)> :3N  
    gdHPi;  
    ?hsOhUs(5  
     横向位置 Z]"ktb;+[  
    −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。 |67<h5Q1  
    −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。 R.+Q K6B&  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 :DQHb"(  
     在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 -1Tws|4gc  
     通过组件定位选项。 (hdP(U77  
    O"_FfwO a  
    glPOW  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 _s<eqCBV  
    m {wMzsQ  
    Bd)Qz(>rw  
     单光栅分析 Q4q3M=0  
    - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 #OH# &{H  
     系统内的光栅建模 ^;Ap-2Ww  
    - 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。 c7P"1  
    - 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。 0SA  c1  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 p@>_1A}qh_  
    V$<og  
    f; >DM  
    #![b9~%WTh  
    5. 光栅级次通道选择 EC&w9:R  
    [2.pZB  
    ~kw[Aw3?D\  
     方向 'Pr(7^  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 o#H"tYP  
     衍射级次选择 l9? ] t;  
    - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 Y <Ta2H  
    - 并非总是需要考虑所有衍射级,建议仅使用感兴趣的衍射级。 A)s  
     备注 *W%HTt"N  
    - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 i wQ'=M  
    U!^\DocAY  
    fqFE GyeNr  
    =w_y<V4  
    6. 光栅的角度响应 l 0jjLqm:  
    DRj\i6-v  
    )z$VQ=]"  
     衍射特性的相关性 Gb~*[  
    - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 _U%!&_m6  
    - 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。 Cf J@|Rh  
    - 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) oq(um:m  
    - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 ??ah  
    & /UcFB  
    D8C@x`  
    b.Z K1  
    示例#1:光栅物体的成像 Xc"S"a^\%  
    (,[m}Qb?!  
    1. 摘要 ^SVdaQ{7  
    WDW b 7  
    G*3O5m  
    2BsMFMIw1  
    → 查看完整应用使用案例 N9Y,%lQ|B8  
    o5 @ l!NQ  
    2. 光栅配置与对准 `GUj.+u  
    o[!]xmj  
    `BdZqXKG  
    Z,! w.TYo  
    n,bZj<3t  
    !!%vs 6  
    71m dU6Kq  
    3. 光栅级次通道的选择 -r_z,h|  
    ~^w;`~L  
    S%R:GZEf_  
    VSc;}LH  
    示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 "=MRzSke3  
    .3Jggp  
    1. 光栅配置和对准 r8pTtf#Q  
    *ukE"Aj  
     M#IGq  
    /<\>j+SC  
    → 查看完整应用使用案例 3^xTZ*G  
    GX4# IRq  
    2. 基底处理 TWK(vEDM  
    C(Yk-7  
    +D& W!m  
    Z6 E-FuO  
    3. 谐振波导光栅的角响应 #E3Y; b%v  
    `[0.G0i  
    {()8 W r  
    C6Ap  4  
    4. 谐振波导光栅的角响应 Ps4spy0Fp  
    #5-0R7\d7  
    wv # 1s3  
    !rlN|HB  
    示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 ;HlVU  
    CD:@OI  
    1. 用于超短脉冲的光栅 n"Ot'1yr  
    Z f4Xt Yn  
    22a$//}E  
    9?:SxI;v  
    → 查看完整应用使用案例 <VS\z(K  
    MW=2GhD=  
    2. 设计和建模流程 4(B{-cK  
    jFZJ #'CNS  
    N J9H=  
    BI?M/pIm  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 X<9jBj/t  
    3 (Kj|u  
     
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