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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。 QW :-q(s  
    cQDn_Sjhi  
     #iD5& klo\  
    ^luAX }*  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 sOA!Sl  
    V#jFjObTN  
     单光栅分析 `[\*1GpAo  
    −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。 WHxq-&=  
    −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。 Ro :/J  
    Q: ?]:i/*  
    h-`Jd>u"  
     系统内的光栅建模 R?3^Kx  
    krwY_$q  
    −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 c]jK Y<  
    −这样可以对系统内的光栅进行建模，从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。 ~5$V8yfx h  
     =KJK'1m9  
    UlQZw*ce  
    5sui*WH  
    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。 !fF1tW  
     S)Cd1`Gf  
    3. 系统中的光栅对准 P6w!r>?6N  
    clK3kBh~&  
    j48cI3C  
     安装光栅堆栈 Bv,u kQ\CH  
    −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）。 $/ ;:Xb=q  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 4eapR|#T  
     堆栈方向 j3|Ek  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 IT& U%hw  
    ZY-UQ4_|u  
    /NFv?~</k  
    5]cmDk  
    e$>.x< Eq  
     安装光栅堆栈 v>zeK  
    - 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）。 vy W/f  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 F VW&&ft  
     堆栈方向 &L}e&5  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 d U n+?  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 2= FGZa*.  
    ~M`-sSjZs  
     ]~~PD?jh  
    HFYN(nz}[  
    hnha1 f  
     横向位置 Arh0m. w  
    −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。 [ L% -lJ  
    −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。 PY=(|2tb4  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 -U;2 b_  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 D?~`L[}I!}  
     通过组件定位选项。 BeZr5I"`}  
    i-Ck:-J  
    (Qmpz  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     UD1R _bL}  
    Up?w >ly  
    |x*~PXb  
     单光栅分析 "w ] Bq0  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 O'y8[<  
     系统内的光栅建模 ;&4}hPq  
    - 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。 $p@V1"x  
    - 平面建模考虑了菲涅耳损耗，但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 En$-,8\%  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 ; V)pXLE  
    LwIl2u*  
     EGWm0 F_  
    !-1UJqO  
    5. 光栅级次通道选择 5X>b(`  
    o/273I  
    t|q@~B :  
     方向 71`)@y,Z,  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 jyRSe^x  
     衍射级次选择 P)x&9OHV  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 -Z )j"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。 4PG]L`J{  
     备注  GZ.Xx  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 ~/LO @  
    `l+{jrRb<  
     0LX;Vvo  
    iX4?5yz~<  
    6. 光栅的角度响应 Dizc#!IGU  
    ST'M<G%4E  
    %D|p7&  
     衍射特性的相关性 e= $p(  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 tow0/ Jt  
    - 对于不同的波长/偏振，衍射效率也不同，并且对于不同的入射角，衍射效率也不相同。 * S4IMfp  
    - 为了解决与角度有关的衍射行为，可能需要指定k域中的采样点（等效于角度空间） 9UlR fl  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 \q9wo*A  
    pC<~\RR  
     n[$bk_S  
    B:5\+_a!  
    示例＃1：光栅物体的成像 ( <~  
     q~_DR4xZ  
    1. 摘要  Er( I6  
    )EQWc0iKG  
     qRk&bF/  
    =.19 7)e  
    → 查看完整应用使用案例     nn'a` N  
    t[$C r;  
    2. 光栅配置与对准 )BI6nU  
       LLp/ SWe  
    i*-[-hn-V  
    ;MH((M/AN  
     hKa<9>MI`  
    Mrpz(})  
     .W4P/P w'  
    3. 光栅级次通道的选择 !EO*xxQ  
    ?U+^ctwv7  
     (bpO>4(S  
       _}8hE v  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 )S41N^j.  
     oSd TQ$U!D  
    1. 光栅配置和对准 kw,eTB<;R  
    8:*   
     OR84/^>  
    OP:i;%@c  
    → 查看完整应用使用案例 4^4<Le-G  
     \<k5c-8Hb  
    2. 基底处理 04;E^,V  
    %t&   
     c3S}(8g5.  
    H&$L1CrdL  
    3. 谐振波导光栅的角响应 mab921-n  
    b)+nNqY|  
     e:W]B)0/e  
    O9%`G  
    4. 谐振波导光栅的角响应 ;U+4!N  
    0j{Rsy   
     &6 ymGo  
       *u J0ZO9  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 m |Isi  
     0v7#vZ  
    1. 用于超短脉冲的光栅 #bI ,;]T  
    ^,-2";2Xh  
    il8n K  
    ^/'zU,  
    →     查看完整应用使用案例     hJ~Na\?w  
    f\p#3IwwH  
    2. 设计和建模流程 OKW}8qM  
    4gR;,%E\TO  
     CjFnE   
    *A<vrkHz  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 B/Jz$D  
    "Zh3,  
     E`0mn7.t  
     
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