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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。 rbC4/9G\  
    '(ZJsw  
     v?AQ&'Fk  
    !WTZ =|  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 0P MF)';R  
    fj 14'T  
     单光栅分析 A/bxxB7w  
    −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。 P<. TiF?@  
    −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。 !yUn|v>&p  
     uj8G6'm%  
    xg:r5Z/|)  
     系统内的光栅建模 $5(_U  
    R,Gr{"H  
    −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 [{s 1= c  
    −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。 }kNbqwVP  
     v~l_6V}  
    33R1<dRk  
    tQ:g#EqL9B  
    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。 3Jt7IM!9[  
     WA'&0i4  
    3. 系统中的光栅对准 m=s aUhI*9  
    q5Bj0r[/o  
    MU  }<-1  
     安装光栅堆栈 uq/z.m  
    −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）。 ujlIWQU2mo  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 UU7E+4O&  
     堆栈方向 o+NPe36  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 \vH /bL  
    NZu\ Ae  
    ;-aF\}D@n  
    L9lNAiOH  
    rL kUIG  
     安装光栅堆栈 S_Tv Ix/7&  
    - 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）。 0XkLWl|k  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 TO(2n8'fdO  
     堆栈方向 Lc&LF*  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 zRO-oOJ  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 %i!=.7o.  
    R*"31&3le4  
     \2UtT@3|C  
    a&sVcsX  
    #!A'6SgbkM  
     横向位置 f *Xum[  
    −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。 @yGK $<R  
    −例如，激光束（紧密地）聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上，效果可能会大不相同。 Lip(r3  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 {Df97n%h;  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 8fG$><@  
     通过组件定位选项。 ]+U:8*  
    3`Ug]<m  
    F!>92H~3G  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     .C 6wsmQ  
    I.4o9Z[?  
    iY|zv|;]=  
     单光栅分析 LTn@OhC  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。  (0wQ [(  
     系统内的光栅建模 ^R g=*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。 wqB 5KxO  
    - 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。 nnzfKn:J  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 6w?l I  
    jX9{Ki"  
     (Xak;Xum1  
    Mk3~%`  
    5. 光栅级次通道选择 QbN7sg~~  
    xr;:gz!h  
    K)D5%?D  
     方向 O_E\(So  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 *y}<7R  
     衍射级次选择 'aN`z3T  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 : \{>+!`w  
    - 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。 HsF8$C$z  
     备注 F6L}n-p5  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 >V01%fLd  
    \*wQ%_N5  
     ms(Z1ix^  
    /'[m6zm]  
    6. 光栅的角度响应 eU*0;#  
    x)]_]_vX  
    tx+KxOt9Y  
     衍射特性的相关性 M%3P@GRg  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 MV(Sb:RZ  
    - 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。 FX->_}kL=  
    - 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） Ej[:!L  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。  9Kpzj43  
    J{69iQ  
     |}?o=bO  
    Lddk:u&J  
    示例＃1：光栅物体的成像 kPuI'EPK  
     5z T~/6-(  
    1. 摘要 v M lT  
    G*`H2-,  
     TJ5g? #Wul  
    ^xNs^wC.  
    → 查看完整应用使用案例     "3?N*,U_  
    ].!^BYNht  
    2. 光栅配置与对准 ?*nFz0cs^  
       m|CB')  
    Miw*L;u@W  
    &|'t>-de,  
     YF4?3K0F:k  
    NCXr$ES{  
     &A1~x!`  
    3. 光栅级次通道的选择 cu@i;Hb@  
    +H4H$H  
     _Yms]QEZ  
       `pTCK9  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 O^2@9 w  
     3j h: K   
    1. 光栅配置和对准 @[=K`n:n_  
    k$NNpv&;d  
     D,c53B6M  
    `w;8xD(  
    → 查看完整应用使用案例 v90)G8|q  
     K:cZ q3F  
    2. 基底处理 y$Y*%D^w  
    Twi7g3}/jB  
     $ Ith8p~  
    &yabxl_  
    3. 谐振波导光栅的角响应 Ld9YbL:  
    A><q-`bw  
     '=V!Y$tn  
    4H]~]?F&  
    4. 谐振波导光栅的角响应 g,YJh(|#{  
    Dus [N< w  
     U?[_ d  
       rZi\  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 )*CDufRFz  
     Rt6(y #dF  
    1. 用于超短脉冲的光栅 6!;eJYj,  
    N}/|B}  
    `Vf k.OP  
    m) -D rbE  
    →     查看完整应用使用案例     5L!cS+QNU  
    e6(Pw20)s  
    2. 设计和建模流程 q\r@x-&g+  
    GI ;  
     Nj^:8]D)0  
    t!285J8tn  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 ,P.yl~'Al  
    fp)%Cr  
     937 z*mh  
     
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