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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。 Ft%TnEp  
    \3n{w   
     ,<uiitOo  
    <|KKv5[  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 &;6|nl9;  
    r 85Xa'hh  
     单光栅分析 jV,(P$ 5;  
    −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。 [a>JG8[ ,t  
    −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。 a@5xz)  
    /%ODJ1M  
    } #\;np  
     系统内的光栅建模 \U)2 Tg  
    48 c D3w  
    −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 D&z'tf5  
    −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。 RvyBg:Aj5  
     J'G`=m"-'  
    %# Wg^l '  
    c-s`>m  
    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。 Kc JP^  
     :Fi%Cef|  
    3. 系统中的光栅对准 c:h.J4mv  
    6mI_Q2  
    Y2=Brtc[@  
     安装光栅堆栈 m' Ekp  
    −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）。 9%3 r-U=  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 }Ke}rM<  
     堆栈方向 O, ``\(P  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 s{"`=dKT  
    fcE/  
    68'-1}  
    we:5gK &  
    pU:C =hq4  
     安装光栅堆栈 X5L(_0?F1  
    - 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）。 7/^TwNsv  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 0XQ".:+h  
     堆栈方向 r3c\;Ra7  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 r7Q:l ?F2  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 o/  x5  
    A<YZBR_  
     h87L8qh9  
    Zeme`/aBb  
    l# !@{ <  
     横向位置 (. quX@w"m  
    −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。 !dbA (  
    −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。 {0)WS}&  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 qa0JQ_?o]  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 R@7GCj  
     通过组件定位选项。 7uv/@(J"$  
    0'\FrG  
    Wy^[4|6  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     9s\i(/RxW  
    t'=~"?T/o  
    8)-t91hkL  
     单光栅分析 G7/?hky 0.  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 "#\bQf}  
     系统内的光栅建模 @KW+?maW  
    - 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。 U3_yEvZ  
    - 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。 \6`%NhkM_  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 F;MT4*4  
    cP#]n)<  
     ;GSFQ:m[  
    Pv2nV!X6  
    5. 光栅级次通道选择 z W" 3K  
    ?CUp&L0-"  
    o$blPTN  
     方向 &Xl_sDvt  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 Y%CL@G60  
     衍射级次选择 d WB8  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 jzJ1+/9  
    - 并非总是需要考虑所有衍射级，建议仅使用感兴趣的衍射级。 vq0M[Vy  
     备注 ^zWO[$n}tP  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 7ck0S+N'b  
    ,[ J'!NC1  
     q| =q:4_L  
    ~gi( 1<#  
    6. 光栅的角度响应 '9p5UC  
    1[gjb((  
    TNFm7}=  
     衍射特性的相关性 ^d5./M8Bd  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 5k%N<e` `  
    - 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。 xZ @O"*{  
    - 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） 8F\Msx  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 (fGJP*YO  
    K_lL\  
     {u_k\m[Y  
    .{]c&Ef+f  
    示例＃1：光栅物体的成像 7Yw\%}UL  
     9}qfdbI  
    1. 摘要 <j8&u/Za~'  
    G}dOx}kT  
     dI0>m:RBz  
    dT@SO  
    → 查看完整应用使用案例     Zz)oMw  
    In9|n^=H@  
    2. 光栅配置与对准 |b'<XQ&l5  
       _F|_C5A  
    agxSb^ 8tF  
    H'h4@S  
     W Pp\sIP  
    Lc:SqF  
     %qjyk=z+Z  
    3. 光栅级次通道的选择 $:gSc &mx  
    sv{0XVn+^  
     :Ye#NPOI  
       6$vh qg}f  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 z.9FDQLp  
     \PMKmJ X0O  
    1. 光栅配置和对准 Y %D*O  
    PN^1  
     v/ 00L R  
    !e\R;bYM  
    → 查看完整应用使用案例 vb ^!(  
     /2\= sTd  
    2. 基底处理 X$h~d8@r  
    w4MMo  
     0)Xue9AS  
    OTHd1PSOu  
    3. 谐振波导光栅的角响应 >5vl{{,$K  
    J'^$|/Q  
     }!7DF  
    [qD<U%Hi  
    4. 谐振波导光栅的角响应  q>.t~  
    R6@~   
     nTy,Jml  
       G8DIig<  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 qH$rvD!]  
     i~s9Ot  
    1. 用于超短脉冲的光栅 >iWf7-:  
    `::'UfHc  
    H6\ x.J^,  
    7(USp#"  
    →     查看完整应用使用案例     )I-?zyL  
    I 3,e)Z  
    2. 设计和建模流程 )qP{X,Uf  
    B';> Hk  
     iK:qPrk-  
    x7kg_`\U  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 .,K?\WZ  
    !#gE'(J;c  
     kt0{-\ p  
     
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