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    [分享]光学系统中的光栅建模——实例讨论 [复制链接]

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    离线infotek
    科学家
     
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2021-05-20
    1. 摘要 6<nO2GW  
    *^_!W'T{j  
    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。 KL`>mJo$  
    5Oq;V: 7  
     u)pBFs<dn  
    )>p6h]]a  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 ;d40:q<  
    yG4MqR)J  
     单光栅分析 |pY0IqO  
    −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%n[PK^(  
    −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。 k({8C`&tK/  
    P s;:g0  
    UMaKvr-C&  
     系统内的光栅建模 =p6xc}N  
    [K- 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。 rgY~8PY"  
    −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。 ~]W8NaQB(  
     6B{Awm@v}X  
    $ 1ZY Vw  
    bP@ _4Dy  
    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。 Efl+`6`J  
     ?#m5$CFp  
    3. 系统中的光栅对准 {5JXg9um  
    (C%'I  
    wQc  w#  
     安装光栅堆栈 i\G3 u#  
    −为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 Q<pM tW  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。  .@Cshj  
     堆栈方向  tS7u#YMh  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 rge/jE,^~Z  
    ,}0pK\Y>$  
    qfU3Cwy  
    Sj ?'T@  
    aJ5R0Y,  
     安装光栅堆栈 M&dtXG8<^  
    - 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）。 DV l: s  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 Apn#o2  
     堆栈方向 e+[J9;g  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 2}twt  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 25L{bcng  
    nC^'2z  
     xo$ZPnf(zv  
    "6i9f$N  
    TfPx   
     横向位置 %`'VXR?`h=  
    −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。 _f`m/l  
    −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。 (Wn'.|^%  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 $/H'Dt6x  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 q}jf&xUWzH  
     通过组件定位选项。 c z|IBsa*  
    "^H+A-R[  
    @j6D#./7j  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     hd\#Vh(H  
    u#\3T>o%@  
    $gNCS:VG*  
     单光栅分析 LsXYvX  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 :$j~;)2  
     系统内的光栅建模 Gm. hBNgp  
    - 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。 DKZ69^  
    - 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。 ]^y}}y  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 /Q!F/HY3ZS  
    nC rNZ&P  
     9O"?T7i"#  
    S,H{\c  
    5. 光栅级次通道选择 gT.-Cf{  
    S%@$J~\rx  
    llzl-2` /  
     方向 oZ}e w!V  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 bA)Xjq)Rr  
     衍射级次选择 I9 E@2[=!  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 VxCH}&!  
    - 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。 fp7Qb $-A  
     备注 r!#3>F;B  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 .\VjS^o&Z&  
    1}6pq 2  
     wb}tN7~Y;  
    <LJ$GiU  
    6. 光栅的角度响应 ;VuIQ*@m"  
    URAipLvN  
    3{ci]h`:y8  
     衍射特性的相关性 +FiV!nRkZ  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 f_7p.H6\  
    - 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。 [Ue>KG62=  
    - 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） z,9qAts?mh  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 8^{BuUA  
    N(9'U0z  
     a5'QL(IX  
    ty78)XI  
    示例＃1：光栅物体的成像 =4zsAa  
     MiC&av  
    1. 摘要 /Hx\ gtV  
    #'T|,xIr-Q  
     U|zW_dj  
    9qpH 8j+  
    → 查看完整应用使用案例     SBEJ@&iB~  
    [ACYd/  
    2. 光栅配置与对准 <ESAoY"RPN  
       >eC^]#c  
    Cpj_mMtu  
    x!< C0N>?z  
     4MM#\  
    eN$~@'w  
     B0Z@ Cf  
    3. 光栅级次通道的选择 4nY2v['m0  
    =3"Nn4Z  
     +LUL-d  
       T>c;q%A/  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 yqK82z5U*R  
     b,c vQD  
    1. 光栅配置和对准 )S%mKdOm $  
    Bq!P.%6p4  
     _uBf.Qfs  
    !B\\:k]aO^  
    → 查看完整应用使用案例 {5to;\.  
     tly:$;K  
    2. 基底处理 $exu}%  
    A$5T3j'  
     /`1zkBj<&  
    $]Q_x?  
    3. 谐振波导光栅的角响应 +|}~6`  
    0trFLX  
     }{lOsZA  
    JK1b 68n  
    4. 谐振波导光栅的角响应 n\ IVpgP  
    o6qQ zk  
     m:h]nm  
       _ pJU~8  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 83 S],L  
     TWn7&,N  
    1. 用于超短脉冲的光栅 GJ*AyYG  
    pZH bj2~  
    3Mdg&~85  
    9u:MF0:W  
    →     查看完整应用使用案例     GxvVh71zP  
    tp1{)|pwY6  
    2. 设计和建模流程 |sI^_RdBv  
     V C.r  
     }x%"Oq|2]x  
    c`iSe$eS  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 p@!"x({@l  
    o?b"B+#  
     Qc3 !FW<26  
    ,@P3!|  
    文件信息 i3kI{8h  
    eo@:@O+bm  
     { }>"f]3  
    QQ：2284816954 备注：光学 ] $%{nj<  
    共1条评分 ，光币+5
    cmmjava 光币 +5 - 2022-09-05
     
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    离线cmmjava
    实习生
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    只看该作者 1楼 发表于: 2022-09-05
    感谢分享。~~~学习，思考，实际练习操作，提高！
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    离线落叶
    助理工程师
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    只看该作者 2楼 发表于: 2023-01-30
    为什么看不了图片呢 1Og9VG1^  
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    离线谭健
    科学家
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    只看该作者 3楼 发表于: 2023-01-30
    学习中呢? [TNYPA> {  
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    离线二牛26
    实习生
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    只看该作者 4楼 发表于: 2023-05-15
    qq加不了，需要知道你的名字
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