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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 正序阅读 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。 {Fta4D_1N  
    \vs,$h  
     =oV8 !d%]  
    /KO!s,Nk  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 h$_Wh(  
    UsNr$MO {  
     单光栅分析 E#URTt:&>  
    −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。 "O<JVC{m  
    −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。 Yi1_oe  
     2(YZTaY  
    dur}3oS0p  
     系统内的光栅建模 'sn%+oN  
    F=EAD3  
    −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 B)Hs>Mh|W  
    −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。 cmmH)6c>  
     @`t)ly#N  
    FZ6.<wN  
    [9u/x%f(  
    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。 vtc} )s\  
     !Ui3}  
    3. 系统中的光栅对准 :=+s^K  
    gEcVQPD@  
    i%GjtYjS  
     安装光栅堆栈 2fT't"gw  
    −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）。 &n|#jo(gS  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 LS{g=3P0  
     堆栈方向 L"rLalUw  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 +*WE<4"!6  
    GrGgR7eC#P  
    4NMv7[r  
    HU-4k/I~  
    N{IY \/;\  
     安装光栅堆栈 $NJ]2P9L  
    - 为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 Ash"D~  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 pM9Hav@iWU  
     堆栈方向 I1=YSi;A  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 T {a%:=`  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 c|x:]W'ij  
    E1_FK1*V;  
     *,-)4)7d  
    8XD9fB^  
    DKqFe5rw  
     横向位置 Sdz!J 1  
    −对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时，必须考虑光栅的横向位置。 S])YU?e  
    −例如，激光束（紧密地）聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上，效果可能会大不相同。 W1$B6+}Z0V  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 lY[>}L*H8  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 x2ln$dSy7  
     通过组件定位选项。 +j_Vs+0  
    M. 1R]x( |  
    KOv ar0  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     Zk$AAjC&  
    +?zyFb]Km  
    k ~lj:7g~  
     单光栅分析 =<s+cM  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 7Av/ZS  
     系统内的光栅建模 W%hdS<b  
    - 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。 E,JDO d}  
    - 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。 a"&@G=M@d  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 zh2$U dZ|M  
    aD8cqVhM3&  
     Z7"8dlb  
    2w)0>Y(_  
    5. 光栅级次通道选择 "\Jq2vM  
    .!RBh LH_g  
    JXUnhjB,B  
     方向 *Af]?-|^{#  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 Gy.<gyK9  
     衍射级次选择 %+|k>?&z7  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 #s{>v$F  
    - 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。 ]|<PV5SY3.  
     备注 .+]e9mV  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 ?`_US7.@  
    X?z5IL;rt  
     ^*"&e\+p  
    @xH|(  
    6. 光栅的角度响应 LN ]ks)  
    N5#qox$D  
    4,tMaQ  
     衍射特性的相关性 xY(+[T!OF  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 E0$UoP   
    - 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。 #R4Mv(BG  
    - 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） :k6|-A2  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 h#@l'Cye  
    ( t#w@<  
     4*&x% ~*  
    25BW/23}e  
    示例＃1：光栅物体的成像 TC?kuQI  
     h>sz@\{  
    1. 摘要 l " pCxA  
     ^ 'FC.  
     %E?:9. :NJ  
    t1b$,jHmKl  
    → 查看完整应用使用案例     Y;6<AIx>  
    JaKR#Y$+~  
    2. 光栅配置与对准 q -M&f@Il  
       OOQf a#~k  
    nMx0+N1  
    Ziu f<X{  
     \#1!qeF  
    6[$kEKOY=  
     `IOp*8  
    3. 光栅级次通道的选择 Msn)jh  
    yY_G;Wk  
     V]L$`7G  
       Fx4C]S  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 & d\`=e  
     I{<6GIU+  
    1. 光栅配置和对准 /O|!Sg{  
    9-o{[  
     p|,K2^?Y  
    3:<+9X  
    → 查看完整应用使用案例 v\rOs+.s  
     =x> z|1  
    2. 基底处理 H. uflO  
    c=I!?a"  
     :{h,0w'd  
    <Xm5re.  
    3. 谐振波导光栅的角响应 &FHE(7}/#  
    M$1+,[^f  
     a[\,K4l  
    _bqiS]:  
    4. 谐振波导光栅的角响应 583ej2HPg  
    6R%c+ok8i  
     cx|[P6d  
       HQ7-,!XO  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 j$T2ff6  
     MVjc.^  
    1. 用于超短脉冲的光栅 LnZ*,>1 Z  
    -Hh$3U v  
    TUJ]u2J8?  
    }!0,(<EsV  
    →     查看完整应用使用案例     Vyj>&"28  
    C@pDX>~2=b  
    2. 设计和建模流程 c[!e*n!y  
    +6*oO|   
     SjKIn-  
    *`ehI_v :  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 TcZ Ci^1F  
    .Y_RI&B!L  
     R" 5/  
     
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