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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。 4.[^\N  
    R{<kW9!  
     "n(hfz0y%  
    S2sQOM@  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 hKL4cpK4  
    !Qu"BF   
     单光栅分析 ib#KpEk  
    −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。 n|Q@UPb/=  
    −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。  ]hk  
    g?goZPZB  
    8lvV4yb  
     系统内的光栅建模 u8&Z!p\  
    gY/"cq  
    −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 nP$Ky1y G  
    −这样可以对系统内的光栅进行建模，从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。 ZxGJzakB5$  
     \XCe22x]  
    c|e~BQdRw  
    ,8U &?8l  
    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。 %*A0# F  
     A5c%SCq;  
    3. 系统中的光栅对准 s~ a"4~f  
    `2("gUCm  
    Rr&h!YMb  
     安装光栅堆栈 4":KoS`,j  
    −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）。 #+Ir>GU  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 6m* QX+  
     堆栈方向 y-'$(x  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 ey7 f9  
    N7b8m?!  
     VA6}  
    fInb[  
    x nsLf?>]  
     安装光栅堆栈 sBj(Qd  
    - 为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 k:t ]s_`<  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 n9W(bG o  
     堆栈方向 Pr':51(  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 hZ?Rof  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 6iVxc|Ia  
    SoW9p^HJ  
     V\ZGd+?  
    Q 3hKk$Y  
    ZCMw3]*  
     横向位置 h5*JkRm  
    −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。 !"?#6-,Xn  
    −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。 q6McGHT  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 `uv2H$  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 b[r8 e  
     通过组件定位选项。 + nrbShV  
    %a>&5V  
    u@W|gLT1  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     d[@X%  
    E:UW#S%A f  
    [_R~%Yh+'E  
     单光栅分析 [L3=x;U  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 p|X"@kuseO  
     系统内的光栅建模 Qf~vZtJ+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。 <GS^  
    - 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。 DrKP%BnS  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 B]nEkO'a:  
    ]R+mKUZ9  
     N]>=p.#j  
    Ci@o|Y }tP  
    5. 光栅级次通道选择 hQ,ch[j'  
    \j@OZ   
    dN$0OS`s[  
     方向 C)um9}  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 x,=&JtKVc  
     衍射级次选择 >!eAM )  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 ;km`P|<U  
    - 并非总是需要考虑所有衍射级，建议仅使用感兴趣的衍射级。 j$M h + 5  
     备注 K0u|U`   
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 *RI]?j%B  
    u 1>2v  
     0M_ DB=  
    LdYB7T,  
    6. 光栅的角度响应 R5N%e%[  
    G?L HmTHg  
    R3 -n>V5o  
     衍射特性的相关性 K^ vIUZ>  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 hE-h`'ha`  
    - 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。 %|s; 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） HZ aV7dOZ8  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 l.q&D< _  
    9g9HlB&Ze  
     !y\'EW3|G  
    }zeO]"`  
    示例＃1：光栅物体的成像 ,82S=N5V!  
     ^=GC3%  J  
    1. 摘要 6hno)kd{=  
    -RE^tW*Yy  
     :tz#v`3o  
    DwM)r7<Ex  
    → 查看完整应用使用案例     !{ y@od@T  
    $.Qkb@}  
    2. 光栅配置与对准 ]N~2 .h  
       z 9vInf@M  
    ..IfP@  
    bBiE  
     !8TlD-ZT/  
    4V{:uuI;f  
     ${<%" hR$  
    3. 光栅级次通道的选择 qrb[-|ie&  
    W\>fh&!)  
     Lm iOhx  
       35h 8O,Y  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 [8Y:65  
     :N:yLd} &  
    1. 光栅配置和对准 S(k3 `;K  
    =rMUov h  
     pd:WEI ,  
    piJu+tUy  
    → 查看完整应用使用案例 `{f}3bO7C  
     >"??!|XG^  
    2. 基底处理 ^ sOQi6pL  
    *l"T$H   
     '*Z1tDFS  
    cutuDZ  
    3. 谐振波导光栅的角响应 ?j'7l=94A  
    ?fQ'^agq  
     TEP,Dq  
    Y[ j6u\y  
    4. 谐振波导光栅的角响应 TYy?KG>:'  
    WltQ63u  
     \S"isz  
       yks__ylrl(  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 _:ReN_0  
     =T3 <gGM  
    1. 用于超短脉冲的光栅 TtK[nP  
    '3R`lv   
    S){)Z  
    F3y9@dA]  
    →     查看完整应用使用案例     46}g7skD  
    #QS`_TlKk  
    2. 设计和建模流程 ]RZ|u*l=x  
    (j%~u&+-  
     zv|2:4H  
    ZFi ee|,q  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 ~Z-Vs  
    >,v`EIg  
     EH- sZAv  
     
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