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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。 L8n|m!MOD  
    aN=B]{!  
     J-4:H gx  
    ?hM64jI|  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 iR0y"Cii  
    Qei" '~1a  
     单光栅分析 !VK|u8i  
    −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。 cGD(.=  
    −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。 UZ$/Ni  
    P }uOJVQ_  
    S@sO;-^+  
     系统内的光栅建模 07$o;W@  
    fn!KQ`,#  
    −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 39jG8zr=Z[  
    −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。 R FH0  
     *9i{,I@  
    t0I{q0  
    \|ao`MMaD<  
    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。 KY N0  
      yOKI*.}  
    3. 系统中的光栅对准 &VcV$8k  
    l NBL4yM  
    Y4(  
     安装光栅堆栈 .}*" Nv  
    −为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 [fIg{Q  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 Ic4H#w  
     堆栈方向 >"<Wjr8W!$  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 4Z,!zFS$`  
    ]0\MmAJRn  
    CWS4lx  
    4H<lm*!^  
    v9->nVc-  
     安装光栅堆栈 V470C@  
    - 为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 DFTyMB1H  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 j8`BdKg  
     堆栈方向 :,I:usW"  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 :a)u&g@G  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 9&ids!W~yx  
    @ry_nKr9  
     ?F;8Pa/  
    PiYxk+N  
    .6'qoo_N  
     横向位置 = 9]~ yt  
    −对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时，必须考虑光栅的横向位置。 BVO<e \>3  
    −例如，激光束（紧密地）聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上，效果可能会大不相同。 Tu7QCr5*  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 veh<R]U  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 O1mKe%'|  
     通过组件定位选项。 WeiFmar  
    >e"#'K0?\  
    jalg5`PU0  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     ;d9QAN&0}  
    XvlU*TO~(~  
    U`m54f@U  
     单光栅分析 W{gb:^;zb  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 1y4  
     系统内的光栅建模 Ue~CwFOc  
    - 但是，任何现实的光栅结构都放置在基底上，使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 k)Qtfj}uij  
    - 平面建模考虑了菲涅耳损耗，但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 zI<<Q2  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 9 |vLwQ  
    5o8EC" 0  
     xlg9TvvI  
    H+Sz=tg5  
    5. 光栅级次通道选择 A$:U'ZG_  
    ^M>P:~  
     !=P1%  
     方向 Eg3q!J&Z  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。  'CkIz"Wd  
     衍射级次选择 9j9TPyC/2  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 :A'y+MnK<  
    - 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。 ;VO:ph4Aj  
     备注 %Qdn  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 [mGLcg6Fw  
    nK%LRcAs  
     "~C,bk  
    3x'|]Ns  
    6. 光栅的角度响应 5S--'=fu+  
    ?oHpFlj  
    b?QoS|<e?  
     衍射特性的相关性 _8_R 1s  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 [e}]}t8m  
    - 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。 'u |c  
    - 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） HqT#$}rv  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 <;Zmjeb+#  
    OA"q[s  
     [}0haTYc4  
    -0x #  
    示例＃1：光栅物体的成像 l3I:Q^x@  
     =w 2**$  
    1. 摘要 SmSH2m-  
    S2VA{9:m  
     k5.Lna  
    <+vw@M  
    → 查看完整应用使用案例     T !WT;A  
    xBi' X  
    2. 光栅配置与对准 XXn67sF/  
       *]/zc1Q4M  
    54R#W:t  
    \$T(t/$9  
     M{T-iW"  
    MJ [m  
     JNXq.;:`Q  
    3. 光栅级次通道的选择 ieCEo|b  
    Oso#+  
     >rKIG~P_  
       ]tRu2Ygf  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 G[I"8iS,  
     =Qj{T  
    1. 光栅配置和对准 %oa-WmWm  
    62o:,IcoG  
     hVAn>_(  
    !1 H# 6  
    → 查看完整应用使用案例 W^LY'ypT  
     o 5uph=Q{  
    2. 基底处理 3/e.38m|  
    ;d"F%M y  
     '3D XPR^B6  
    9FYUo  
    3. 谐振波导光栅的角响应 `1{ZqRFQ  
    rkCx{pe9  
     &n}f?  
    9YQb &  
    4. 谐振波导光栅的角响应 e95Lo+:f  
    V0.vQ/  
     s;Z\Io  
       u^bidd6JRn  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 # 0Q]dO  
     BmMGx8P  
    1. 用于超短脉冲的光栅 pF:$  ko  
    9gEwh<  
    %wvdn  
    #;q dY[v  
    →     查看完整应用使用案例     z] P SpUd  
    |[ k.ii6iO  
    2. 设计和建模流程 `nv~NLkl  
    a#y;dK  
     0g y/:T  
    m^f0V2M_  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 lVR~Bh  
    D4-ifsP  
     wb5baY9  
     
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