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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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    在线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。 y4tM0h  
    {+0]diD  
     hHm &u^xY  
    s*>s;S?{|  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 . Zrt/;  
    G^ZL,{  
     单光栅分析 A|,\}9)4X[  
    −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。 ,2qJXMg"=$  
    −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。 y{0`+/\`  
    |CexP^;!U  
    5?&k? v@  
     系统内的光栅建模 bc}U &X<  
    Xp[[ xV|  
    −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 /J aH  
    −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。 tx;MH5s/V  
     Cg?D<l4  
    |"8Az0[!  
    WZ"NG|  
    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。 sU^2I v\%  
     UeIu -[R  
    3. 系统中的光栅对准 hPE#l?H@A  
    9x0B9&  
    @NWjYHM[`  
     安装光栅堆栈 S$HzuK\f  
    −为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 E3<jH  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 mk2T   
     堆栈方向 \rY|l  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 *]nha1!S  
    *6s B$E_y  
    9$c0<~B\  
    @Ck6s  
    GNS5v-"H  
     安装光栅堆栈 }L^Yoq]  
    - 为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 qL091P\F  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 0}2Uj>!i  
     堆栈方向 j#S>8: G  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 yH#zyO4fD-  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 `<i|K*u  
    Q6 @}t&k4C  
     Tw/kD)u{  
    c[}h( jkP  
    =24)`Lyb  
     横向位置 .;ml[DXH  
    −对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时，必须考虑光栅的横向位置。 |}b~ss^  
    −例如，激光束（紧密地）聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上，效果可能会大不相同。 ck>|p09q'9  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 zNofI$U  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 wv>Pn0cO  
     通过组件定位选项。 7}(wEC  
    l~!Tnp\M  
    ;n$j?n+|  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     fQi7e5  
    %Rj:r!XB:  
    \Si@t{`O  
     单光栅分析 9:4PJ%R9  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 izsAn"v  
     系统内的光栅建模 !/znovoD  
    - 但是，任何现实的光栅结构都放置在基底上，使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 [7q~rcf,Z  
    - 平面建模考虑了菲涅耳损耗，但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 ^crk8O@Fw  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 1dh_"/  
    fIN8::Cs[  
     '31pb9@fH  
    rV d(H  
    5. 光栅级次通道选择 IE.JIi^w  
    )28Jz6.I  
    4SCb9| /Q  
     方向 S!A)kK+  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 {\ [u2{  
     衍射级次选择 <Z{\3X^  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 m:5*:Ii.  
    - 并非总是需要考虑所有衍射级，建议仅使用感兴趣的衍射级。 Ay;=1g)8+f  
     备注 AX}l~ sv  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 9-[g/qrF  
    ]^$&Ejpe#  
     NX&mEz  
    "P\k_-a'  
    6. 光栅的角度响应 Pwf2dm$,+  
    v/=O:SM}  
    a9 7A{7I&  
     衍射特性的相关性 2LGeRw  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 &MsnQP  
    - 对于不同的波长/偏振，衍射效率也不同，并且对于不同的入射角，衍射效率也不相同。 *i|O!h1St  
    - 为了解决与角度有关的衍射行为，可能需要指定k域中的采样点（等效于角度空间） P0uUVU=B|  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 :$."x '  
    Ug*:o d  
     0^nnR7  
    "^VKs_U8o  
    示例＃1：光栅物体的成像 EpSVHD:*  
     cJj4qX F  
    1. 摘要 3$[!BPLFO  
    )%Z<9k  
     b7Jk{x #u  
    Q+'mBi}  
    → 查看完整应用使用案例     )D_#  
    Ql&5fyW  
    2. 光栅配置与对准 GqBZWmAB  
       ;W,XP#{W  
    :pj#t$:!  
    0G ^73Z  
     JYA$_T  
    wZ/Zc} .  
     *t.L` G  
    3. 光栅级次通道的选择 }/q]:3M|  
    {\9vW; '  
     yM>:,TS  
       d|CSWcU  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 ]+\;pb}bq  
     ce-5XqzY@  
    1. 光栅配置和对准 jPU:&1(_ n  
    f(!:_!m*  
     2Sbo7e  
    bzD <6Z  
    → 查看完整应用使用案例 oG~a`9N%C  
     `6;%HbP$W+  
    2. 基底处理 .E}fk,hLB  
    /\P3UrQ&]  
     B|U*2|e  
    ^[6eo8Ck>  
    3. 谐振波导光栅的角响应 U86bn(9K  
    Y1?w f.  
     qE?*:$  
    ? hU0S  
    4. 谐振波导光栅的角响应 ={P  
    I:M]#aFD  
     a[d6@!  
       ~/s(.oji  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 DU(QQ53  
     /KGVMBifM  
    1. 用于超短脉冲的光栅 s<,[xkMB  
    OhMnG@@  
    7(c7-  
    W(U:D?e  
    →     查看完整应用使用案例     ?IRp3H  
    2k}~"!e1  
    2. 设计和建模流程  l%XuYYQ  
    'Vq_/g!?1  
     xQ4 5B` $  
     ;LEO+,6  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 Y&M}3H>E  
    _Bh-*e2k  
     9XtR8MH  
     
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