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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: 09-07
    1. 摘要 K"g{P  
    n#WOIweInf  
    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。 Gdx %#@/  
    :.l\lj0Yf  
     )v+&l9D  
    N;P/$  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 Zn. S65J*u  
    WdC7CK  
     单光栅分析 2uY:p=DxG9  
    −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。 Yz0HB EA  
    −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。 o](ORS$~  
    :4X,5X7tW=  
    ^mI`P}5Y  
     系统内的光栅建模 @q]!C5  
    K)`R?CZ:s  
    −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 .3Smqwm=Y  
    −这样可以对系统内的光栅进行建模，从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。 :mCGY9d4L  
     \!uf*=d  
    n]5Pfg|a  
    :18}$  
    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。 U:MZN[Cc[  
     FU}- .Ki  
    3. 系统中的光栅对准 #q0xlF@  
    Ebi~gGo  
    ;9=4]YZt  
     安装光栅堆栈 P??pWzb6HH  
    −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）。 M_75bU  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 kIt1kw  
     堆栈方向 o 0b\<}  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 C`3fM05g  
    aa!1w93?i  
    rvnm*e,  
    M5`m5qc3  
    _ J"J[$  
     安装光栅堆栈 QiRx2Z*\  
    - 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）。 }gX4dv B  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 yFFNzw{  
     堆栈方向 c No)LF  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 {Y]3t9!\  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 #&{)`+!"  
    +`m0i1uI3  
     B]7QOf"  
    P8CIKoKCV  
    waV4~BdL  
     横向位置 n1+J{EPH  
    −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。 9@Z++J.^y  
    −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。 ;%u)~3B$JK  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 KHaYb5(a[  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 =E~SaT  
     通过组件定位选项。 ^'sOWIzeiY  
    W$" >\A0%  
    JvW!w)$pY  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     8Waic&lX~  
    xxdxRy9/  
    dUceZmAl  
     单光栅分析 2b#> ~  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 1b!5h  
     系统内的光栅建模 (%M:=zm  
    - 但是，任何现实的光栅结构都放置在基底上，使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 ?nR$>a`  
    - 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。 R ta_\Aj!  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 #M[Cq= 2  
    $:DhK  
     } /Iw]!lK2  
    u C`)?f*I  
    5. 光栅级次通道选择 ~BI! l  
    y=}a55:qE  
    #xrE^Txh  
     方向 (W`=`]!  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 ve=1y)  
     衍射级次选择 lCK:5$ z0  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 A)^A2xZQ  
    - 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。 !P_'n  
     备注 sE(mK<{pk  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 FCYZ9L5uF  
    `&/zOMp  
     @L^30>?l  
    =Sn!'@%U]  
    6. 光栅的角度响应 v#KE"m  
    opxPK=kJ  
    SRk-3:  
     衍射特性的相关性 kI$X~s$r  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 MXpj_+@  
    - 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。 s|8_R;  
    - 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） Dr"F5Wbg  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 a,p7l$kK  
    d4-cZw}+  
     4dvuw{NZ  
    O7I|<H/gVE  
    示例＃1：光栅物体的成像 P1QGfp0-J  
     PR1%  
    1. 摘要 #EU x1II  
    QGd"Z lQ  
     uI[lrMQYa  
    UbV} !  
    → 查看完整应用使用案例     ?x &"EhA>  
    ^ )/oDyO  
    2. 光栅配置与对准 9Fxz9_ i  
       "7a;Ap q*  
    *YY:JLe  
    [mk!] r  
     }u..m$h  
    %!1:BQ,p,i  
     jCbxI^3A  
    3. 光栅级次通道的选择 7:T 5P  
    ^k?Ig.m  
     <El6?ml@  
       A@"CrVE  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 M0%):P?x  
     x:Kca3pv_  
    1. 光栅配置和对准 D8Vb@5MW  
    ;HaG-c</  
     21U,!  
    8[;U|SR"  
    → 查看完整应用使用案例 cB7=4:U  
     Iih~rWJ  
    2. 基底处理 O-vvFl#4  
    5 lC"10  
     m/0t; cx  
    Ye_)~,{,p  
    3. 谐振波导光栅的角响应 }3!.e  
    b9([)8  
     EkqsE$52  
    2$? )VXtw  
    4. 谐振波导光栅的角响应 " U&   
    ef!V EtEOv  
     pOip$Z  
       N*My2t_+E  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 |nj%G<  
     CtA0W\9w5a  
    1. 用于超短脉冲的光栅 #3u;Ox  
    _>*$%R  
    "ND 7,rQ  
    (byFr9z  
    →     查看完整应用使用案例     I=pT fkTT  
    dYJW`Q;j.|  
    2. 设计和建模流程 *Ta*0Fr=9|  
    E7axINca  
     gKS0!U  
    M(S:&GOU  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 F 3}cVO2bY  
    D{/GjFO  
     *Oo2rk nQ  
    Z %MP:@z  
    文件信息 @K]D :MSS  
    *B`wQhB%  
     e ?H`p"l  
     
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