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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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    离线infotek
    科学家
     
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2022-05-17
    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。 66-G)+4  
    ,yH\nqEz  
     @^Yr=d ba  
    VCQo3k5 {  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 >p 9~'  
    C@{-$z)  
     单光栅分析 6QAhVg: A  
    −通过主窗口“光栅”菜单，可以进入仅针对光栅的特殊评估环境。 f[wxt n'r  
    −它有助于分析和可视化光栅的衍射特性，例如衍射角度和效率。 iB#*XJ;q  
    t4Pi <m:7  
    DIF-%X5  
     系统内的光栅建模 C1o^$Q|j  
    9nS fFGu  
    −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 tr|)+~x3  
    −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。 %uDH_J|^  
     +F+M[ef<ws  
    odWK\e  
    58P[EMhL  
    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。 (!%9#  
     IR|#]en  
    3. 系统中的光栅对准 Dvm[W),(k  
    8p_6RvG  
    `k`P;(:  
     安装光栅堆栈 (9Q@I8}Iy  
    −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）。 "/Pq/\,R|  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 GQ2/3kt  
     堆栈方向 Z}S7%m  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 Z):Nd9  
    9qUkw&}H  
    v1z d[jqk  
    F}?4h Dt  
    <.&84c]/&  
     安装光栅堆栈 `T{'ufI4B  
    - 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)im2o@z  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 nx{MUN7  
     堆栈方向 lBGYZ--  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 -\n%K  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 <iB5&  
    wSi$.C2  
     nF$HWp&gt  
    0+e  
    sE&1ZJ]7  
     横向位置 H$.K   
    −对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时，必须考虑光栅的横向位置。 +QNsI2t;r  
    −例如，激光束（紧密地）聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上，效果可能会大不相同。 glLoYRTi  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 Xw3j(`w$,  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 .3&( Y  
     通过组件定位选项。 d/!\iLF  
    ,Oe:SZJ>  
    I-#7Oq:Np  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     ;GIA`=a %  
    KD.|oo  
    U7Oa 13Qz  
     单光栅分析  ?tA%A  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 V-eRGSx  
     系统内的光栅建模 y%?'<j  
    - 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。 $ ^@fV=e  
    - 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。 PQp/ &D4K  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 kc(m.k!|f\  
    &gKDw!al  
     `]^W#6l  
    !o1IpTN  
    5. 光栅级次通道选择 p=odyf1hK  
    V>/,&~0  
    05g %5vHF  
     方向 B oxtP<C"  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 +abb[  
     衍射级次选择 7Mk>`4D'c  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 V~p01f"J  
    - 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。 4XAs^>N+  
     备注 ]6M,s0  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 c g)> A  
    ;dPaWS1D  
     iD*Hh-  
    ,J,Rup">h  
    6. 光栅的角度响应 lrj&60R`w  
    @Pf9;7,TV  
    )[oP `Z  
     衍射特性的相关性 m2"wMt"*V  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 9!FU,4 X  
    - 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。 dr c-5{M  
    - 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） (Gw*x sn1  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 {Wi*B(  
    Np%Q-T\  
     ]tf`[bINP  
    |'z24 :8  
    示例＃1：光栅物体的成像 CAC%lp  
     4\5i}MIS0  
    1. 摘要 Cf9{lhE8  
    Arm'0)B>  
     0|.jIix;  
    /(*Ucv2i}T  
    → 查看完整应用使用案例     v bn=ywz  
    o$eCd{HuX  
    2. 光栅配置与对准 T~k@Z  
       , ^K.J29  
    Vjs'|%P7  
    }dpTR9j=  
     ox%j_P9@:  
    3}!u8,P  
     df$.gP  
    3. 光栅级次通道的选择 Zp^O1&\SK?  
    (WJ)!  
     '(rD8 pc  
       1Acs0` 3  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 >~nr,V.q  
     b>VV/j4!/  
    1. 光栅配置和对准 g4b#U\D@)/  
    5!fOc]]Ow  
     iiQ q112`  
    y: x<`E=  
    → 查看完整应用使用案例 m$=}nI(H  
     qFwt^w  
    2. 基底处理 )v_v 7 ~H&  
    JRw,${W  
     {0w2K82  
    NXFi*  
    3. 谐振波导光栅的角响应 `WN80d\)&  
    uxB)dS  
     hPSMPbI  
    &Ap9h# dK  
    4. 谐振波导光栅的角响应 ^)?Wm,{"w  
    JPAjOcmU/  
     E I(e3  
       #Zw:&' QB  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 v:/\; 2  
     s{R ,- \_  
    1. 用于超短脉冲的光栅 n)"JMzjQ<  
    \OtreYi  
    c0'ryS_Z9  
    0t%]z!  
    →     查看完整应用使用案例     !IdVg$7  
    rAfz?  
    2. 设计和建模流程 XQ9W y  
    xws{"m,NX~  
     #WSqh +  
    OyVP_Yx,V  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 T2S_> #."l  
    _*6]4\;  
     6T'UWh0S  
     
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