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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。 SpLzm A  
    Fg5kX  
     .B]MpmpK  
    vkx7paY_  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 ~Z?TFg  
    Vl /+;6_  
     单光栅分析 r?lf($ D*  
    −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。 2~1SQ.Q<RY  
    −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。 JPc+rfF  
    k"T}2 7  
    0KcyLAJ  
     系统内的光栅建模 +mmSfuO&\  
    V6&!9b  
    −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 L_uVL#To  
    −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。 l|~A#kq  
     ^& tZ  
    tqvN0vY5  
    0d"[l@UU0  
    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。 nwB_8mN|  
     4n !aW?%  
    3. 系统中的光栅对准 4$iz4U:P  
    ['X]R:3h  
    6 Z6'}BDP  
     安装光栅堆栈 B:;pvW]  
    −为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 ?wiC Q6*$  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 0[NZ>7wqMZ  
     堆栈方向 _"Dv uR  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 MSQEO4ge  
    \:# L)   
    * J7DY f  
    ]YnD  
    =)H.c uc  
     安装光栅堆栈 hLd^ agX  
    - 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 S#J>*  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 *v jmy/3  
     堆栈方向 )BZ.Sv  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 53;}Nt#R  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 |"X*@s\'  
    U3ADsdn  
     f}#~-.NGs  
    | C;=-|  
    0U(@= 7V  
     横向位置 ^e2VE_8L  
    −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。 Zw 26  
    −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。 zH?!  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 gq4Tb c oA  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 =\&;Fi]  
     通过组件定位选项。 6"L cJ%o  
    =1FRFZI!j  
    b(eNmu  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     {NmWQyEv  
    U8s2|G;K  
    $B 2J T9  
     单光栅分析 i^X]j  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 9N#_( uwt  
     系统内的光栅建模 fa jGZyd0:  
    - 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。 BM%e0n7  
    - 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。 I*:%ni2  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 $u$!tj  
    j78i #}e  
     y2Q&s 9$Do  
    &n}]w+w  
    5. 光栅级次通道选择 Dzpq_F!;V  
    lK?uXr7^  
    dc+>m,3$  
     方向 ;V:i!u u  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 ?qv !w~m<  
     衍射级次选择 |PvPAPy)uu  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 g+8OekzB5  
    - 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。 [SjqOTon{  
     备注 +xh`Q=A  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 I13y6= d  
    %^)fmu  
     -V*R\,>  
    x 77*c._3v  
    6. 光栅的角度响应 :(E@Gf  
    ]g#:KAqz  
    JinUV6cr  
     衍射特性的相关性 2jA{SY-  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 8 `v-<J  
    - 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。 h/QXPdV  
    - 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） ^rB8? kt  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 6iry6wcHm  
    w1F cB$  
     =Pyj%4Rs  
    3<e=g)F  
    示例＃1：光栅物体的成像 lB8-Z ow  
     %e8@*~h@  
    1. 摘要 [7:,?$tC  
    o@_q]/Mh  
     ^)470K`%)  
    u%GEqruo[  
    → 查看完整应用使用案例     RF?`vRZOe  
    ^Y?k0z  
    2. 光栅配置与对准 '9%\;  
       CYf$nYR  
    [@_Jj3`4  
    [>vLf2OID  
     . o6Or:L  
    vJLK,[  
     8$] 1M,$r  
    3. 光栅级次通道的选择 O"+ gQXe  
    bS{bkE>  
     _kC-dEGf!y  
       h! ,v/7=  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 FBG4pb9=~  
     b35fs]}u-6  
    1. 光栅配置和对准 Ml`:UrU  
     > ^O7  
     Q*GN`07@?d  
    Hkg2P ,2  
    → 查看完整应用使用案例 iR HQ:Y!  
     3h]g}&k  
    2. 基底处理 k<z )WNBf  
    d.aS{;pse  
     a6 ekG YW  
    M+oHtX$  
    3. 谐振波导光栅的角响应 I !- U'{  
    q#~ (/  
     \a<wKTkn  
    2V]UJ<  
    4. 谐振波导光栅的角响应 g9OY<w5s]  
    EX*HiZU>  
     %q"%AauJR  
       ?C]vS_jAh  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 pG_;$8Hc  
     OU E (I3_  
    1. 用于超短脉冲的光栅 y4yhF8E>;U  
    UB@Rs|)  
    $Ph|e)p  
    ]IaMp788  
    →     查看完整应用使用案例     K&u_R  
    C-xr"]#]  
    2. 设计和建模流程 c&6 I[ R  
    b\f O8{k  
     5; C|  
    ]dVGUG8  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 \eTwXe]Pv  
    0^ _uV9r  
     0J*??g-n  
     
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