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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 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。 dezL{:Ya  
    ]t*P5  
     iRwW>a3/  
    ]6%%X+$7  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 `{|}LFS>  
    @oqi@&L'C  
     单光栅分析 h NOYFH  
    −通过主窗口“光栅”菜单，可以进入仅针对光栅的特殊评估环境。 x\bRj>%(  
    −它有助于分析和可视化光栅的衍射特性，例如衍射角度和效率。 YTjuSV  
    9poEUjBI  
    v8vh~^X%P  
     系统内的光栅建模 k *;{n8o?)  
    h,'mN\6t  
    −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 9 QCpXy  
    −这样可以对系统内的光栅进行建模，从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。 -KwL9J4u  
     8X ?GY8W:  
    8 1K G1i)  
    X\^& nLa  
    两种建模方法通常可以一起使用，如先优化光栅结构本身，然后将其插入系统。 0o=6A<#x  
     a,57`Ks+n<  
    3. 系统中的光栅对准 zUEfa!#?  
    R#7+  
    (LT\ IJSM  
     安装光栅堆栈 tY$ty0y-e  
    −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）。 Z:o 86~su  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 @maZlw1q  
     堆栈方向 +ptF-  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 nhQ44qRgQ  
     ny  
    1Oca@E\Z.  
    D#/%*|  
    f.$aFOn  
     安装光栅堆栈 c6Yf"~TD0  
    - 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）。 =8$0$d  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 Ql: b1C,  
     堆栈方向 RlslF9f  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 {Ukc D+.Y  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 K?FX<PT  
    Qw6KX#n  
     94h_t@Q/1  
    Oa.f~|  
    D*XZT{1g  
     横向位置 -lP )  
    −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。 '?`@7Eol  
    −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。 ){:q;E]^fB  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 l6 S19Kv  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 Rg8m4xw  
     通过组件定位选项。 ~`~%(DA=  
    r(,= uLc  
    (?!(0Ywbg  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     ebO`A2V'(  
    yBPt%EF  
    ]{Mci]H6T  
     单光栅分析 cXOje"5i  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 bRK CY6  
     系统内的光栅建模 T1Gp$l  
    - 但是，任何现实的光栅结构都放置在基底上，使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 :_o] F  
    - 平面建模考虑了菲涅耳损耗，但不与光栅叠层的FMM计算耦合。  4]DAh  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 wr3_Bf3]  
    t?]\M&i&  
     F=-uDtQ <N  
    |5}rX!wS4  
    5. 光栅级次通道选择 8 l'bRyuS  
    xfV,==uF  
    !"`@sd~  
     方向 H-/; l54E  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 ( Lok  
     衍射级次选择 inr%XS/m  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 o~OwE7H)A  
    - 并非总是需要考虑所有衍射级，建议仅使用感兴趣的衍射级。 [):{5hMA  
     备注 6?3/Ul }  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 i\kTm?BQZ  
     _DPB?)!x  
     L;1$xI8tx  
    05l0B5'p  
    6. 光栅的角度响应 S3ab0JM  
    NCowt|#t  
    3W7;f!  
     衍射特性的相关性 Kcscz,  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 ZdE>C   
    - 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。 #dva0%-1  
    - 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） HG{&U:>)  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 ZNzR `6}  
    X+]L-o6I2  
     7=7!| UV  
    ]}mly` Fw  
    示例＃1：光栅物体的成像 iGG6Myp-  
     zAeGkP~K  
    1. 摘要 V,>+G6e  
    ,{.zh&=4  
     w)45SZ.  
    !Gln Q`T  
    → 查看完整应用使用案例     ^=eq .(>  
    Wmzq  
    2. 光栅配置与对准 q+YuVQ-fx  
       E S#rs="  
    AddGB^7yl  
    zq,iLoY[R  
     [leW/2i  
    C>*5=p|T  
     ;EgzC^2e  
    3. 光栅级次通道的选择 I\}|Y+C$d/  
    Yta1`  
     HG2N-<$  
       RY9+ 9i  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 7m@ )Lv  
     c5X`_  
    1. 光栅配置和对准 w- UKMW9"  
    3^!Hl8P7  
     uWUR3n  
    J__;.rnk  
    → 查看完整应用使用案例 }X=87ud  
     HH"$#T^-  
    2. 基底处理 'I&|1I^  
    _Ny8j~  
     ;(K  
    1s Br.+p  
    3. 谐振波导光栅的角响应 Hl4\M]]/&  
    7N>oY$&)  
     vT?Q^PTO  
    CXTt(-FT  
    4. 谐振波导光栅的角响应 #MUiL=  
    %m oJF1  
     vKU`C?,L  
       3AK(dC[ri  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 c\M#5+1j  
     , Hn7(^t  
    1. 用于超短脉冲的光栅 ue@8voZhS/  
    wuKl-:S;Vs  
    ,!`SY)  
    0Qm"n6NQ  
    →     查看完整应用使用案例     gF3TwAr  
    mV<i JZh  
    2. 设计和建模流程 DMB"Y,  
    QjLji +L  
     (B&h;U$HAH  
    UV4u.7y  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 prZ55MS.  
    WE")xhV6  
     ?L=A2C\_-  
     
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