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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
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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。 >yiK&LW^?  
    "{Lp'+wNw  
     4@- 'p  
    Qt` }$]  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 &c%;Lo  
    R^4JM,v9x`  
     单光栅分析 1?\G6T  
    −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。 [_q3 02  
    −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。 3w6}%=)$8  
    +/E`u|%|\]  
    J4EQhuQ  
     系统内的光栅建模 +G)L8{FY(  
    j&~`H:=E  
    −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 hV_bm@f/y  
    −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。 `saDeur#X  
     DvhJkdLB>  
    R <}UT  
    XnR9/t  
    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。 = wEU+R_#o  
     z$C}V/Ey  
    3. 系统中的光栅对准 _P,3~ ;  
    :@K 1pAh4  
    <2{g[le  
     安装光栅堆栈 DC+ p s  
    −为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 :%!` R72  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 P3Ocfpf Bp  
     堆栈方向 eb10=Lmj  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 uf q9+}  
    R<]f[  
    2z#gn9Wb  
    re[v}cB  
    FK ? g  
     安装光栅堆栈 II;   
    - 为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 Ts)ox}rYVm  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 DNwqi"  
     堆栈方向 O7,)#{  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 lfTDpKz3D  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 fRlO.!0(  
    qGivRDR$  
     'wA4}f  
    {_[\k^98>  
    m6+4}=Cn  
     横向位置 ~&{LMf  
    −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。 q#pD}Xe$  
    −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。 3pU/Z bb,:  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 ny++U;qi  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 !N"Y  
     通过组件定位选项。 U?/C>g%/PI  
    jc0Trs{Jf  
    I)s~kA.e  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     ^(79SOZC  
    7j,u&%om  
    0Tp,b (; n  
     单光栅分析 # cGn5c}  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 L@VIC|~E  
     系统内的光栅建模 2,T^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。 BU;o$"L  
    - 平面建模考虑了菲涅耳损耗，但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 tMbracm  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 `bAOhaB,/  
    qL;u59  
     sW#OA\i &  
    'cgB$:T}.,  
    5. 光栅级次通道选择 I l2`c}9  
    rP%B#%;S"  
    OK8|w]-A  
     方向 <&47W  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 Thc"QIk&4  
     衍射级次选择 mu$0x)  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 .=`r?#0  
    - 并非总是需要考虑所有衍射级，建议仅使用感兴趣的衍射级。 JbR;E`8  
     备注 sQl`0|VH  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 hf('4^  
    yb4Jsk5%  
     oEJYAKN  
    oj$^87KX  
    6. 光栅的角度响应 09_5niaz[  
    SSrYFu"  
    zt3y5'Nk  
     衍射特性的相关性 $C.;GUEQ  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 qvHRP@  
    - 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。 !8jr $  
    - 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） +!6dsnr8  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 /$-Tg)o5i  
    ?7|6jTIs  
     8n'"RaLQ8  
    ;l$F<CzJay  
    示例＃1：光栅物体的成像 P \k5%  
     5,~Ju>y*  
    1. 摘要 Pbo759q 1  
    _$vAitUe4S  
     'n$TJp|s  
    Tm) (?y  
    → 查看完整应用使用案例     rEfo)jod  
    oU[>.Igi  
    2. 光栅配置与对准 =[Z uE0c  
       TQ`4dVaf  
    3;-P(G@  
    6 {j}Z*)m  
     A8jj]J+  
    NW%u#MZ[h  
     Nk ~"f5q7  
    3. 光栅级次通道的选择 V'Z Z4og  
    9snc *<  
     lKT<aYX  
       sgxD5xj}4  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 [OU[i(,{  
     <n|ayxA)  
    1. 光栅配置和对准 %V;B{?>9zB  
    ~u^MRe|`  
     6aMG!_jC  
    =F 9!)r  
    → 查看完整应用使用案例 !M*$p Qi}  
     @4FG & >kQ  
    2. 基底处理 ^V;h>X|  
    s%OPoRE  
     PN"s ^]4  
    UD6:X&Un  
    3. 谐振波导光栅的角响应 Smc=-M}  
    IizPu4|  
     /$Ca }>  
    YQ _]Jv k  
    4. 谐振波导光栅的角响应 tA{B~>  
    eWw# T^  
     e0 &x?U*/  
       :41Ch^\E  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 b>]MZhLJe  
     <>?7veN92  
    1. 用于超短脉冲的光栅 2}<_l 2  
    H7Y :l0b  
    \:Vm7Zg  
    24b?6^8~k  
    →     查看完整应用使用案例     appWq}db  
    M:/)|fk  
    2. 设计和建模流程 57~/QEdy  
    gi#g)9HG  
     2M$^|j:[  
    Gw@]w;ed  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 tmVGJ+gz  
    _i@4R<  
     29tih{ xx  
     
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