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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 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。 )%(ZFn}  
    *^?tr?e%I<  
     i VSNara  
    N ,~O+  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 [,=?e  
    )V1XL   
     单光栅分析 CK_dEh2c  
    −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。 >M<3!?fW)  
    −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。 (Y1*Bs[l  
    }\a#e^-xQ+  
    |x}TpM;ni  
     系统内的光栅建模 DUOoTl p  
    ?t/qaUXN  
    −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 _>gz&  
    −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。  3.&BhLT  
     "x,lL  
    >"W^|2R  
    -E-#@s  
    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。 PGTEIptX7  
     g~U( w  
    3. 系统中的光栅对准 osp~)icun  
    oz!)x\m*H  
    +gl\l?>sr  
     安装光栅堆栈 dSDZMB sd  
    −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）。 w{ja*F6  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 K+3-XhG  
     堆栈方向 %ZVYgtk;*  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 [ &TF]az  
    !BQt+4G7  
    ;lMvxt:  
    J0sD?V|{1~  
    TmgC {_  
     安装光栅堆栈 oO2DPcK  
    - 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）。 o"z()w~  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 v93b8/1  
     堆栈方向 [S6u:;7  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 }7.A~h  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 ne#dEUD  
    f;E#CjlTL  
     4$-R|@,|_  
     A 3 V  
    .6y+van  
     横向位置 P1F-Wy1  
    −对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时，必须考虑光栅的横向位置。 GQ(Y#HSq  
    −例如，激光束（紧密地）聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上，效果可能会大不相同。 %.bDK}  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 %. 1/ #{  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 H/a gt  
     通过组件定位选项。 P(T-2Ux6  
    >}SEU-7&\  
    W8W7<ml0A  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     KhjC'CU,  
    86#l$QaK{  
    6,t6~Uo/  
     单光栅分析 Du_5iuMh  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 =2!p>>t,d;  
     系统内的光栅建模 %&L1 3:  
    - 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。 .n\JY;"  
    - 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。 =~:IiK/#  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 9#DXA}  
    X,Ql6uO  
     7Kw'Y8  
    Nm)3   
    5. 光栅级次通道选择 p4T$(]7  
    +\=g&G,  
    o2fih%p?1  
     方向 V60L\?a  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 >a8iY|QY  
     衍射级次选择 _H$Lu4b)N  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 x%dny]O1;  
    - 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。 \[9VeqMU  
     备注 ).KA0-  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 !Fl'?Kz  
    u`|%qRt  
     ;yNc 7Vl  
    3Gs\Q{O:  
    6. 光栅的角度响应 $>)0t@[f  
    < $zJi V  
    qO{z{@jo55  
     衍射特性的相关性 TgkVd]4%  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 MCN>3/81  
    - 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。 'rhgM/I  
    - 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） 'jt7H{M  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 JM7mQ'`Ud  
    Lc!2'Do;  
     tF;0P\i  
    sVyV|!K  
    示例＃1：光栅物体的成像 fRS;6Jc  
     0? {ADQz  
    1. 摘要 bZ* = fdh  
    b 3x|Dq.  
     Dg&6@c|  
    V 20h\(\\  
    → 查看完整应用使用案例     U[wx){[|  
    o[>d"Kp  
    2. 光栅配置与对准 *OLqr/ yb  
       =E9\fRGU  
    <-I69`  
    /1OCK=  
     PK]3uh  
    H<d~AurX)J  
     5` ^@k<  
    3. 光栅级次通道的选择 _a$qsY  
    6b|<$Je9  
     =|oi0  
       3U<m\A1  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 4!dc/K  
     J?O0ixU  
    1. 光栅配置和对准 I=dG(?#7%  
    xF8r+{_J)  
     I}PI  
    )] @h}K}  
    → 查看完整应用使用案例 >9H^r\  
     k8D _  
    2. 基底处理 J*;RL`  
    Z"8lW+r *  
     /3,/j)`a  
    UGAV"0  
    3. 谐振波导光栅的角响应 T.da!!'B f  
    gG?@_ie  
     S f?;j{?G  
    aqON6|6K  
    4. 谐振波导光栅的角响应 !Gmnck&+  
    ?+]=|hN  
     |N/d }  
       >V6t L;+  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 :+\0.\K0!  
     c5ij2X|I  
    1. 用于超短脉冲的光栅 DhE-g<  
    JLu$1A@ '  
    KW:N 6w  
    @f-:C+(Nsg  
    →     查看完整应用使用案例     5m1J&TZ0  
    neFwxS?  
    2. 设计和建模流程 Cx TAd[az  
    *L^W[o  
     t\,Y<9{w  
    G'JHimP2j  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 JX&U?Z  
    9L>?N:%5  
     O=jLZ2os  
     
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