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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 4%TY` II  
    0?]*-wvp  
    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\r]24  
    0^Vc,\P?  
    vt3yCS  
    p-H q\DP  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 XAV|xlfm  
    .6yC' 3~;o  
     单光栅分析 iD)R*vnAi  
    −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。 8kz7*AO  
    −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。 Y!C=0&p  
    w1-/U+0o  
    H[ DrG6GA  
     系统内的光栅建模 Jb'M/iG  
    HY.?? 5MH  
    −在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。 GVT+c@Gx  
    −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。 1k2+eI  
    kETu@la}  
    $= /.oh  
    jrGVC2*rD  
    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`|OPi)  
    $okGqu8z.O  
    3. 系统中的光栅对准 UwuDs2 t  
    0Bx.jx0?  
    ad).X:Qs  
     安装光栅堆栈 K4Mv\!Q<8  
    −为了描述系统内的光栅,光栅堆栈始终固定在参考表面上(仅平面)。 xyK_1n@b  
    −参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 je6H}eWTC6  
     堆栈方向  SrPZ^NF  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 _C3l 2v'I$  
    tkBp?Wl  
    >}` q4U6$  
    d^"<Tz!  
    x j6-~<  
     安装光栅堆栈 z\Vu`Y z  
    - 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)。 tH0=ysf  
    - 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。 "oX@Z^  
     堆栈方向 &h.E B  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 KS($S( Fi  
    - 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。 &u-H/C U%  
    okx~F9  
    <S'5`-&  
    u 9Wi@sO#  
    1*{` .  
     横向位置 9ZjSM,+  
    −对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时,必须考虑光栅的横向位置。 Ti`H?9t  
    −例如,激光束(紧密地)聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上,效果可能会大不相同。 './j<2|;U  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 !ydJ{\;  
     在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或 )v&r^DR_  
     通过组件定位选项。 @#q>(Ox%  
    ]+O];*T  
    Wpo:'?!(M^  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 )jbYWR *&  
    "G\OKt'Z  
    8<}f:9/  
     单光栅分析 ;h> s=D,r  
    - 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 5a1)`2V2M  
     系统内的光栅建模 KD9Y  
    - 但是,任何现实的光栅结构都放置在基底上,使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 +$Q33@F5l  
    - 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。 ^;0.P)yGA  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 Xk[;MZ[  
    L M  
    "71@WLlN  
    D&q-L[tA@  
    5. 光栅级次通道选择 *6%!i7kr  
    g3@Qn?(j!  
    x{IxS?.j+  
     方向 B d$i%.r  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。 W)^0~[`i  
     衍射级次选择 hO3>Gl5<  
    - 对于方向组合,可能会有多个衍射级。 <$)F_R~T3  
    - 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。 T0xU}  
     备注 swv 1>52{  
    - 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 mF\r]ovVm  
    +~lZ]a7k  
    %dMq'j  
    .K>r ao'  
    6. 光栅的角度响应 %;+Q0 e9  
    B>, O@og  
    I%]L  
     衍射特性的相关性 D_fgxl  
    - 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。 EAYx+zI  
    - 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。 IM:*uv  
    - 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) AZ~= ]1  
    - 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 {Muw4DV  
    1:S75~b-`  
    \Ub=Wm\  
    uY+N163i  
    示例#1:光栅物体的成像 A<esMDX  
    Q%6Lc.i  
    1. 摘要 8w &A89  
    z7X[$T$V  
    0#f;/ c0i  
    r:u,  
    → 查看完整应用使用案例 3#7D g't  
    S EdNH.|I  
    2. 光栅配置与对准 cX'&J_T+  
    l!z0lh- J  
    ^M60#gJ  
    \Q[u?/TF  
    #?h#R5:0  
    qI,4 uGg  
    "]|I;I"b  
    3. 光栅级次通道的选择 S7SD$+fX  
    nJH+P!AC  
    [hU5ooB  
    ki`7S  
    示例2:波导谐振光栅的角灵敏度测试 <{U "0jY!9  
    bN-ljw0&  
    1. 光栅配置和对准 W ~sP7&sp  
    &y-(UOqbkP  
    B=K& +  
    67zCil  
    → 查看完整应用使用案例 Vm NCknG  
    871taL=  
    2. 基底处理 D&KD5_Sw  
    *G|w#-\.c  
    JGjqBuz#A*  
    kI5`[\  
    3. 谐振波导光栅的角响应  h"<-^=b  
    &sJZSrk|  
    !9+xKr99  
    6`$HBX%.K  
    4. 谐振波导光栅的角响应 8t3,}}TJ  
    [43:E*\$  
    >q{E9.~b  
    Q)}_S@v|%  
    示例3:超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 9Yg=4>#$  
    <4!SQgL  
    1. 用于超短脉冲的光栅 e)I-|Q4^%  
    ]mEY/)~7  
    Vo*38c2  
    Na8%TT>  
    → 查看完整应用使用案例 /Q Xq<NG  
     +z/_'DE  
    2. 设计和建模流程 0Q]@T@F.  
    "p<B|  
    |> mx*G  
    =?Y%w%2  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 .6I*=qv)NA  
    e$krA!zN  
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