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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 b_&KL_vo{|  
    y),yks?iv  
    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..iT:f;n  
     d5YL=o  
    2{6%+>jB  
    M669G;w(K  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 u[<ij  
    sJ>JHv  
     单光栅分析 .3 S9=d?  
    −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。 ^&z3zFTp  
    −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。 v[b|J7k  
    j9 d^8)O,  
    U&'Xs z  
     系统内的光栅建模 O:{N5+HVG  
    [W8"Mc|ve  
    −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 ev[!:*6P  
    −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。 ml1My1  
    B;A< pNT  
    u$Wv*;TT%  
    dsG:DS`q  
    两种建模方法通常可以一起使用,如先优化光栅结构本身,然后将其插入系统。 Maw$^Tz,  
    +UX~TT:  
    3. 系统中的光栅对准 *v:o`{vM[  
    f{w[H S,z  
    @#>YU  
     安装光栅堆栈 peZ'sZ6  
    −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)。 n.b_fkZNr  
    −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 ,opS)C$  
     堆栈方向 9TU B3x^  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 'h#>@v> }  
    ,R7RXpP7t  
    j\\uW)ibG  
    1 uJpn  
    W5(.Hub}  
     安装光栅堆栈 Q- }cB  
    - 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)。 u|sdQ  
    - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 p7p6~;P  
     堆栈方向 /ptG  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 (r-8*)Qh8  
    - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 v VFT0_  
    IWT -)+  
    /y3Lc.-  
    C,) e7  
    lbj_ if;  
     横向位置 |H'wDw8  
    −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。 Kwo0%2Onkd  
    −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。 Is(ZVI  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 4Jk[X>I~  
     在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 V`_)H  
     通过组件定位选项。 vxk~( 3]<)  
    b" kL)DL1L  
    ,xg(F0q  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 [u;>b?[{  
    X8 A$&  
    _m#P\f'p  
     单光栅分析 6Zmzo,{  
    - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 4p&YhV7j)o  
     系统内的光栅建模 ,H@ x.  
    - 但是,任何现实的光栅结构都放置在基底上,使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 }UWi[UgA  
    - 平面建模考虑了菲涅耳损耗,但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 Tilw.z  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 ;tWi4iT+.  
    Gf<%bQE  
    ;edt["Eu  
    "q7pkxEuJ  
    5. 光栅级次通道选择 D%h_V>#z  
    S20E}bS:>  
    `e }6/~R`  
     方向  Wo,fHY  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 gezZYP)d  
     衍射级次选择 6G;t:[H G  
    - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 8C5*:x9l  
    - 并非总是需要考虑所有衍射级,建议仅使用感兴趣的衍射级。 0:zDt~Ju  
     备注 ,H5o/qNU`{  
    - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 %!V=noo  
    :pGgxO%q  
    nT%<!/}!  
    RO.bh#A$  
    6. 光栅的角度响应 10ZL-7D#m  
    BF(Kaf;<t.  
    ;s w3MRJ  
     衍射特性的相关性 f= 33+8I  
    - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 P+(Ys[J3  
    - 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。 WbHI>tt  
    - 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) M*<Bp   
    - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 r=ht:+m  
    ! 345  
    "/zDcZbL;  
    csms8J  
    示例#1:光栅物体的成像 QUi=ZD1  
    3.D|xE]g  
    1. 摘要 +KHk`2{y~  
    !kWx'tJ$  
    H >1mi_1  
    !K/zFYl  
    → 查看完整应用使用案例 fXB64MNo  
    @EGUQ|WL^  
    2. 光栅配置与对准 k4BiH5\hA  
    ~n9-  
    hG>3y\!#  
    Q=.j>aM+_  
    S0mF %"  
    k+As#7V  
    )jaNFJ 3  
    3. 光栅级次通道的选择 %|gj46  
    9|&%"~6'  
    D(^ |'1  
    P:tl)ob  
    示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 uJ>_ 2  
    f*GdHUZ*  
    1. 光栅配置和对准 q@&.)sLPgO  
    ,?>:Cdz4  
    q)KLf\  
    I DtGtkF  
    → 查看完整应用使用案例 x\!Uk!fM  
    .5YIf~!59  
    2. 基底处理 t 4tXLI;'  
    ]{E{ IW8  
    G ~|Z (}H  
    #e(P~'A0  
    3. 谐振波导光栅的角响应 X~5kgq0"  
    h?2:'Vu]  
    pxO ?:B  
    :Y>M/ /0  
    4. 谐振波导光栅的角响应 eWwI@ASaA  
    yct^AN|%  
    SPU_@ Pk  
    *Wmn!{\g  
    示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 0G"I}Jp{  
    7K}Sk  
    1. 用于超短脉冲的光栅 f3Cjj]RFv  
    $l!+SLK  
    \IG"Te  
    czHbdEh  
    → 查看完整应用使用案例 JYU0&nZl4  
    ^GN|}W  
    2. 设计和建模流程 YQk<1./}I  
    ^9PB+mz  
    VvTs87  
    H3Z"u  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 v5!G/TZ1  
    d %Z+.O  
     
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