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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。 LIzdP,^pc  
    1+wmR4o  
     kg0X2^#b  
    Sg#$ B#g  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 ./SDZ:5/  
    4^4<Le-G  
     单光栅分析 @E Srj[  
    −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。 lG[@s 'j  
    −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。 %t&   
    7X+SK&PX  
    m/ D ~D~  
     系统内的光栅建模 mab921-n  
    b)+nNqY|  
    −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 "cJ))v-'  
    −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。 {J#SpG 7  
     T'VZ=l[  
    Kkfza  
    dJvT2s.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。 ?w^MnK0U)  
     q<Tx'Ya  
    3. 系统中的光栅对准 j@g`Pm%u`  
    S F:>dneB  
    ,"6Bw|s  
     安装光栅堆栈 HL8onNq  
    −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）。 !U 6q;' )-  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 CGyw '0S  
     堆栈方向 Sj=x.Tr\  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 4gR;,%E\TO  
    j p"hbV  
    *A<vrkHz  
    *'?aXS -'r  
    rdQKzJiX=U  
     安装光栅堆栈 I 68Y4s  
    - 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）。 r6WSX;K  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 <8J_[ S  
     堆栈方向 HB|R1<t;HB  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 +8xC%eE  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 L0lqm0h  
    + *xi&|%  
     .ei5+?V<i  
    u; ]4 ydp  
    "O}u2B b  
     横向位置 zf4\V F  
    −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。 1]&FB{l  
    −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。 ?hC,49  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 ax)>rP,V  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 $@Bd}35 J  
     通过组件定位选项。 gZf8/Tp\z  
    uM"_3je{W2  
    m%ec=%L9  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     Q[n*ce7L0  
    !"d"3coQ?  
    ur$=%3vM  
     单光栅分析 5^5hhm4  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 m;4qs#qCg?  
     系统内的光栅建模 -~_[2u^3  
    - 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。 0 s$;3qE  
    - 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。 `=Z3X(Kc  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 GQH15_  
    [d?tf  
     7 /6 Zp?  
    F tS"vJ\  
    5. 光栅级次通道选择 :pH3M[7  
    ,J&\) yTP  
    Fp&tJ]=B.  
     方向 9)?_[|2  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 f2LiCe.?  
     衍射级次选择 0$g;O5y"i  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 # 4&t09  
    - 并非总是需要考虑所有衍射级，建议仅使用感兴趣的衍射级。 ,f@\Fs~n  
     备注 ]N;\AXZ7  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 `s8o2"12  
    PjG^L FX  
     Y"  Ut  
    V(5*Dn84  
    6. 光栅的角度响应 -=W Qed}  
    BUs={"Pa  
    <kCOg8<y :  
     衍射特性的相关性 A\w"!tNM|  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 O=5q<7PM.  
    - 对于不同的波长/偏振，衍射效率也不同，并且对于不同的入射角，衍射效率也不相同。 yZV Y3<]  
    - 为了解决与角度有关的衍射行为，可能需要指定k域中的采样点（等效于角度空间） dQs>=(|t  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 r_hs_n!6  
    B,fVNpqo  
     ipe8U1Sc  
    `iN H`:[w  
    示例＃1：光栅物体的成像 5X73@Aj  
     A2.GNk  
    1. 摘要 XI+GWNAmJ  
    %"Ia]0  
     ` 7P%muY.  
    =D&XE*qkZ  
    → 查看完整应用使用案例     %-KgR  
    %x-`Y[  
    2. 光栅配置与对准 Ea)=K'Pz  
       Cq -URih  
    6rMXv0)  
    M%YxhuT0  
     ,4j^ lgJ  
    D (WdI  
     '2Lx>nByk  
    3. 光栅级次通道的选择 tIT/HG_o  
    Z*+y?5+L"P  
     t52KF#+>  
       ^ 4Uk'T7V  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 25j?0P"&  
     QM24cm T  
    1. 光栅配置和对准 H]}mg='kI  
    t2Px?S?  
     kni{1Gr  
    cGyR_8:2cv  
    → 查看完整应用使用案例 \fsNI T/  
     PLJDRp 2o  
    2. 基底处理 u2S8D uJ  
    *nK4XgD  
     PpLiH9}  
    9PUobV_^Wo  
    3. 谐振波导光栅的角响应 i#aKW'  
    4F"%X &$  
     CXBFR>"  
    5@J]#bp0M  
    4. 谐振波导光栅的角响应 Rk-G| 52g  
    o!lKP>  
     VU1Wr|  
       ~z(0XKq0d  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 <=Saf.  
     * a^wYWa  
    1. 用于超短脉冲的光栅 ;9Qxq]  
    !>N+a3   
    ;Y,zlq2  
    vJ{F)0 K  
    →     查看完整应用使用案例     jNI9 .45y  
    8>9MeDE  
    2. 设计和建模流程 (f2r4Io|}  
    }; R2M  
     ->*~e~T  
    T[I7.8g  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 F|G v  
    KF1Zy;  
     iaJLIrl  
     
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