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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。 w1)SuMFK_  
    qb PC5v  
     w/wU~~  
    $+n5l@W  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 SXRND;-W8  
    84c[Z   
     单光栅分析 }/VSIS@Z  
    −通过主窗口“光栅”菜单，可以进入仅针对光栅的特殊评估环境。 -O6\!Wo=-  
    −它有助于分析和可视化光栅的衍射特性，例如衍射角度和效率。 pbNW l/|4  
    { \5-b:#_  
    nE"0?VNW$  
     系统内的光栅建模 +\66; 7]s  
    oI9-jW  
    −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 &\Yd)#B/  
    −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。 x=3+@'  
     ^ =RSoR  
    D,SL_*r{  
    'p4b8:X  
    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。 l`vr({A  
     C/!8NV1:4  
    3. 系统中的光栅对准 y5:al7*P  
    4.'KT;[_1/  
    33w(Pw  
     安装光栅堆栈 MKr:a]-'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）。 ]|4mD3O  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 fc9gi4y9  
     堆栈方向 ?]2OT5@&s  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 EhHW`  
    J!*Pg<  
    4W+%`x_U]  
    m NApFwZ  
    o/p'eY:)  
     安装光栅堆栈 et :v4^*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）。 ^g*/p[  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 ;AE%f.Y  
     堆栈方向 8A|i$#.&  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 U4,hEnJBT  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 gfAVxMg  
    Y^CbpG&-vC  
     !Mk:rO-L  
    aoS]Qp  
    |cq%eN  
     横向位置 x_|:3I  
    −对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时，必须考虑光栅的横向位置。 4!tHJCq"  
    −例如，激光束（紧密地）聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上，效果可能会大不相同。 cRC)99HP  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 0-w^y<\  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 1w|V'e?kb  
     通过组件定位选项。 "ktC1y1  
    Ue0Q| h  
    O"x/O#66  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     R7!^ M  
    T+|V;nP.  
    9@|X~z5E  
     单光栅分析 =AJ I3 'x  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 2F#R;B#2  
     系统内的光栅建模 _G5M Q%z  
    - 但是，任何现实的光栅结构都放置在基底上，使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 hDs.4MZC`  
    - 平面建模考虑了菲涅耳损耗，但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 `)R@\@jt  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 ~+Da`Wp  
    #%g~fh  
     rKys:is  
    xj!_]XJ^w  
    5. 光栅级次通道选择 5PlTf?Ao  
    CfnRcnms  
    e/h7x\Z  
     方向 -/ #tQ~{gs  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 J8yi#A>+  
     衍射级次选择 ^R4eW|H  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 u!DSyHR '  
    - 并非总是需要考虑所有衍射级，建议仅使用感兴趣的衍射级。 #/9(^6f:  
     备注 _"`U.!3*  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 4r [T pb  
    (N\Zz*PLz  
     {G%!M+n<  
    fE/8;v!=  
    6. 光栅的角度响应 V F'! OPN  
    &p$SFH?s  
    ~!!>`x  
     衍射特性的相关性 UI:{*N**Z  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 `$\Y,9E}x  
    - 对于不同的波长/偏振，衍射效率也不同，并且对于不同的入射角，衍射效率也不相同。 _r|$H_#  
    - 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） :/IcFU~)M  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 8EPV\M1%  
    .SdEhW15)  
     HYPFe|t/  
    =`X@+~%-  
    示例＃1：光栅物体的成像 )Cz^Xp)#  
     K5)G+Id*  
    1. 摘要 w%k)J{\  
    Al`[Iu&  
     q'?:{k$%  
    OI.2CF  
    → 查看完整应用使用案例     (r.{v@h,dV  
    sHrpBm&O4  
    2. 光栅配置与对准 _rqOzE)  
       7 v<$l  
    GfU+'k;9  
    5@Q4[+5&_  
     !DCJ2h%E[_  
    L/GM~*Xp(O  
     <5(8LMF  
    3. 光栅级次通道的选择 lq_W;L  
    =D4EPfQn1  
     y+?tUSPP  
       2`vCQV  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 *ma/_rjK  
     9VN@M  
    1. 光栅配置和对准 fT8Id\6js  
    IO xj$?%l  
     S_:(I^  
    n a2"Sy=Yi  
    → 查看完整应用使用案例 C)z[Blt  
     ),\>'{~5&  
    2. 基底处理 Ytx+7OLe  
    "`"j2{9|e!  
     S53%*7K.  
    6DJ,/J2F  
    3. 谐振波导光栅的角响应 `CK;,>i   
    :Rt5=0x   
     vt mO  
    i? AZ|Ha[  
    4. 谐振波导光栅的角响应 |-_5ou N.  
    vEzzdDwi6  
     =b%J@}m`&  
       hDlk! #*  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 \Zf&&7v  
     31>k3IP&  
    1. 用于超短脉冲的光栅 bOck^1Hky  
    M:`hb$k:  
    B@zJ\Ir[  
    f/;\/Q[Z7  
    →     查看完整应用使用案例     F`I-G~e  
    EkSTN  
    2. 设计和建模流程 4rM77Uw>  
    % C 3jxt  
     }7=a,1T  
    XFu@XUk!K  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 `8dE8:# Y  
    N^ D/}n  
     z{#F9'\&  
     
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