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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。 C^,J 6;'  
    G{Uqp'=G  
     UDnCHGq  
    =@X?$>'  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 j X*gw6!  
    +~M.Vs X  
     单光栅分析 %kgT=<E'  
    −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。 r@wE?hK  
    −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。 CoWT  
    :&2% x  
    0 wDhX  
     系统内的光栅建模 iQLP~Z>,T  
    ;4Xx5*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。 \]\h,Y8  
    −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。 WH fl|e  
     Y/pK  
    $~?)E;S  
    ^$RpP+d  
    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。 ) M(//jX  
     =2vZqGO30  
    3. 系统中的光栅对准 Uv=)y^H~*A  
    q^<;B Y  
    ,JPDPI/a  
     安装光栅堆栈 `R lWhdE  
    −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）。 w7vQ6jkH  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 .f!:@fX>=  
     堆栈方向 m"AyO"}I5  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 &?}h)U#:  
    ]5MT-qU  
    + EKp*Vje  
    vVsaGW   
    Qkw_9  
     安装光栅堆栈 q 1u_r  
    - 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）。 NL!xk cXO  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 BA T.>  
     堆栈方向 %O7?:#_  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 \\d8ulu  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 r"\<+$ 7  
    !thFayq  
     N~S#( .}[  
    WM=)K1p0u  
    2_Cp}Pj  
     横向位置 9,"gXsvx(  
    −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。 tlI]);iE,  
    −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。 "39mhX2  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 -; i:bE  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 !L/.[:X  
     通过组件定位选项。 A$;*O)  
    h_g "F@  
    ?3v-ppw%  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     e%0IE X  
    KQ(S\  
    5D3&6DCH  
     单光栅分析 \D#+0  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 UyF;sw  
     系统内的光栅建模 ?4Rq +  
    - 但是，任何现实的光栅结构都放置在基底上，使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 8. %g&% S  
    - 平面建模考虑了菲涅耳损耗，但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 yDpv+6(a  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 EvA8<o  
    NxFCVqGb  
     *;lb<uLv  
    A!$sO p  
    5. 光栅级次通道选择 +5kQ;D{+  
    /u"Iq8QA  
    "# Q"gC.K  
     方向 'w|N} 4  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 7&V3f=aj6  
     衍射级次选择 @Qqf4 h  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 Lr`Gyl62  
    - 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。 C"k]U[%{  
     备注 >R\@W(-g`  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 bF +d_t  
    W)Yo-%  
     s>TC~d82  
    wMM1Q/-#  
    6. 光栅的角度响应 a3He-76  
    sq8O+AWl  
    Kf6D$}  
     衍射特性的相关性 Lk-h AN{[  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 c&`]O\D-c  
    - 对于不同的波长/偏振，衍射效率也不同，并且对于不同的入射角，衍射效率也不相同。 q1/mp){  
    - 为了解决与角度有关的衍射行为，可能需要指定k域中的采样点（等效于角度空间） ;;EFiaA  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 ,%y!F3m  
    T 7M];@q  
     a6/ETQ  
    Jp~[Dm  
    示例＃1：光栅物体的成像 Maiyd  
     K-@cn*6  
    1. 摘要 3b<;y%  
    n+Ng7  
     hXx:D3h  
    Q:Y`^jP   
    → 查看完整应用使用案例     F}5skD=  
    8BnsYy)j  
    2. 光栅配置与对准 Ye[Fu/0  
       }7qboUGe  
    Ek '% % %  
    :~,V+2e  
     pJQ_G`E  
     w4UJXc  
     j7VaaA  
    3. 光栅级次通道的选择 2y9$ k\<xV  
    asbFNJG{  
     2W)KfS  
       <?!%dV{z  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 &tlU.Whk+  
     m;u:_4  
    1. 光栅配置和对准 \YH*x`  
    X@~R<  
     =jRC4]M})  
    QEY#U|  
    → 查看完整应用使用案例 YUlH5rO3  
     biH ZyUJ  
    2. 基底处理 7t6TB*H  
    LT/ *y=  
     ,WS{O6O7  
    P m|S>r  
    3. 谐振波导光栅的角响应 Ntpw(E<$f  
    vVbS 4_  
     , .uI>  
    H$xUOqL  
    4. 谐振波导光栅的角响应 -L2% ,.E>4  
    VQ4rEO=t  
     W)u9VbPk[  
       sfCU"O2G  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 ov'C0e+o  
     snny! 0E\m  
    1. 用于超短脉冲的光栅 XJ?zP=UK  
    28 ;x5m)N  
    q&: t$tSS  
    nD{{/_"'  
    →     查看完整应用使用案例     -$(2Z[  
    B|- W  
    2. 设计和建模流程 y~rtYI  
    V}q=!zz  
     = /=?l  
    W_|7hwr  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 >]?!9@#IH  
    OJ)XJL  
     x)e(g}n  
     
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