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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 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。 <ya3|ycnS  
    ucn aj|  
     !9!N s(vUM  
    $ey<8qzp  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 igp4[Hj  
    ZNUV Bi  
     单光栅分析 o1Xk\R{  
    −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。 +F/'+  
    −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。 tQ)8HVKF  
    kgQEg)A]!x  
    +-oXW>`&  
     系统内的光栅建模 b+C>p2%  
    )O }x&@Q  
    −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 ^GbyAYEp  
    −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。 $0 l i"+  
     DB*IVg  
    0VbZBLe  
    YF;8il{p  
    两种建模方法通常可以一起使用，如先优化光栅结构本身，然后将其插入系统。 6zDJdE'Es  
     Y3-P*  
    3. 系统中的光栅对准 N( /PJJ~  
    fLy s$*^)^  
    x=H*"L=  
     安装光栅堆栈 c_" .+Fa  
    −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）。 % va/x]K  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 ~@-Az([H  
     堆栈方向 <1@_MY o  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 h?TE$&CL?  
    u'N'<(\k  
    sFGXW  
    :;JJvYIs  
    qH-dT,`"{  
     安装光栅堆栈 )kkO:j  
    - 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）。 y/PEm)=Tt  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 "ex? #qD&  
     堆栈方向 >N*QK6"=|  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 IUZsLNW  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 2L,e\]2Z  
    yx-{}Yj^  
     +/Z:L$C6  
    O@ "6)/  
    ?W#! S  
     横向位置 [pOU!9v4  
    −对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时，必须考虑光栅的横向位置。 eLt6Hg)s`9  
    −例如，激光束（紧密地）聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上，效果可能会大不相同。 ~gV|_G  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 E7*]t_p"  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 }R J2\CP  
     通过组件定位选项。 ypml22)kz  
    ]];7ozS)X  
    7lh%\  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     Z|j8:Ohz  
    ? G3OAx?<  
    )ei+ewVZ  
     单光栅分析 pY:xxnE  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 EJ86k>]  
     系统内的光栅建模 3w0m:~KS6V  
    - 但是，任何现实的光栅结构都放置在基底上，使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 Dm5UQe  
    - 平面建模考虑了菲涅耳损耗，但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 \"f}Fx  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 gz$=\=%>RL  
    A5nu`e9&  
     CjO/q)vV  
    Jw86P=  
    5. 光栅级次通道选择 Ak1f*HGl|  
    |g7E*1Ie  
    ZkK +?:9  
     方向 HL_MuyE  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 a1Gy I  
     衍射级次选择 Xe%n.DW m  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 R!,RZ?|v  
    - 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。 "#p)Z{v"!  
     备注 U2K>\/-~  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 \(Hg_]>m  
    n,fUoS  
     1W-!f%  
    .Oim7JQ8  
    6. 光栅的角度响应 nhy3E  
    +]AE}UXZoh  
    i1scoxX3\  
     衍射特性的相关性 q!FJP9x  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 .!Z.1:YR  
    - 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。 yJgnw6>r2  
    - 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） 8Y4YE(x5  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 [OM Kk#vW  
    A]>0lB  
     bbnAF*7s8  
    &18} u~M  
    示例＃1：光栅物体的成像 3<Cd >o.  
     8T1`TGSFC  
    1. 摘要 rb9 x||  
    ZL@7Mr!e  
     B\4SB  
    #%x4^A9 q  
    → 查看完整应用使用案例     } #$Y^ +UN  
    9}":}!  
    2. 光栅配置与对准 n RXf\*"3  
       ,.E:mm  
    esxU44  
    zf^!Zqn[8z  
     ##FN0|e&  
    (?~F}u v  
     X3q'x}{  
    3. 光栅级次通道的选择 m-;u]X=a  
    %Uuhi&PA-l  
     <6Br]a60RR  
       -BB5bsjA  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 JP[BSmhAV  
     qA*QFQ'-  
    1. 光栅配置和对准 whvM^  
    \ar.(J  
     bu\,2t}B  
    ]1gt|M^  
    → 查看完整应用使用案例  #p\sw  
     Inr ~9hz  
    2. 基底处理 "WK.sBFz4  
    jb77uH_  
     ;g?5V  
    \z<'6,b  
    3. 谐振波导光栅的角响应 d<!bE(  
    0PTB3-  
     t7n*kiN<q  
    $yOfqr  
    4. 谐振波导光栅的角响应 N7Dm,Q]  
    ^W'\8L  
     UD"e:O_  
       ~Ge-7^Fo7  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 lQ)ZsFs=  
     "i9$w\lm  
    1. 用于超短脉冲的光栅 jtl7t59R  
    8a"aJYj  
    oXfLNe6>L  
    v%B^\S3)  
    →     查看完整应用使用案例     5>/,25 99  
    {Uu7@1@n  
    2. 设计和建模流程 u9'4q<>&  
    <r9J+xh*p  
     1jQz%^~  
    A2F+$N  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 V .$<  
    ,7tN&R_  
     \@gs8K#  
     
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