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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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    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。 ZJenwo  
    q 7 <d|s  
     xticC>  
    q)f_!N  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 4lWqQVx  
    :p,|6~b$  
     单光栅分析 KK5;6b  
    −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。 6VC|] |*  
    −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。 E#_2t)20  
    3 tCTPZy  
    ]8fn1Hx\  
     系统内的光栅建模 @HiGc^ X(  
    6%h%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。 x.Egl4b3  
    −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。 nGe4IY\-w  
     Z'>UR.g  
    N$=9R  
    e[?,'Mp9  
    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。 XI ;] c5  
     $,J}w%A  
    3. 系统中的光栅对准 <F(S_w62  
    8'L:D  
    K#N9N@WjR  
     安装光栅堆栈 bhGRD{=  
    −为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 RRPPojKZ  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 >Oj$ Dn=  
     堆栈方向 9 " t;6  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 -seLa(8F  
    6)ibXbH  
    VBQAkl?(}4  
    Xz^k.4 Y{4  
    -(F} =o'  
     安装光栅堆栈 Q,JH/X  
    - 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）。 E0Q6Ryn  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 W4&8  
     堆栈方向 dQ7iieT  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 0 K#|11r  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 <W!nlh  
    Jz>P[LcB  
     @IsUY(Gu  
    [ i, [^  
    Ahl&2f\  
     横向位置 P7b"(G%  
    −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。 K=HLMDs  
    −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。 i9zh X1#  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 F<4 :P=  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 3e;|KU   
     通过组件定位选项。 c5$DHT @N"  
    krFp q;  
    #7Q9^rG  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     fMFkA(Of^  
    c:Cw #  
    Zs79,*o+0M  
     单光栅分析 XJPIAN~l  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 XWAIW= .  
     系统内的光栅建模 |Vqm1.1/Zv  
    - 但是，任何现实的光栅结构都放置在基底上，使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 uP%VL}% 0  
    - 平面建模考虑了菲涅耳损耗，但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 .z_nW1id  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 &! h~UZ  
    [KYq01cj  
     *X$qgSW  
    M j[+h|e  
    5. 光栅级次通道选择 P8ej9ULX,  
    ]:D&kTc  
    1aO(+](;  
     方向 )s^gT]"N  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 fqbeO9x  
     衍射级次选择 l<uI-RX "  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 Zf}2c8Vc4  
    - 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。 Ncbe{}<md  
     备注 !PGCoI  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 CHv n8tk  
    {$[0YRNk u  
     NAE |iyw  
    9 c9$cnQ  
    6. 光栅的角度响应 hfLe<,  
    g]HxPq+O  
    ~FYC'd  
     衍射特性的相关性 flqr["czwK  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 D9NRM;v  
    - 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。 G@D;_$a  
    - 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） 0 fT*O  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 ufR>*)_+  
    Z"Hq{?l9  
     T+P{,,a/]  
    )E=B;.FH  
    示例＃1：光栅物体的成像 ,Aq, f$5V  
     3=ME$%f  
    1. 摘要 jWxa [ >  
    [= E=H*j  
     ;WN% tI)  
    M<Z#4Gg#4  
    → 查看完整应用使用案例     l2Py2ZI-b  
    V4"o.G3\o  
    2. 光栅配置与对准 e[T3,2C  
       @]X!#&2>  
    TTj] _R{n  
    bu pW*fD:  
     Bq~S=bAB>R  
    !lEV^SQJs  
     K6B6@  
    3. 光栅级次通道的选择 ~8k`~t!  
    aRWj+[[7y  
     4xs>X7  
       %iIr %P?  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 :+_H%4+  
     -6F\=  
    1. 光栅配置和对准 L)|hjpQ  
    epk C '  
     CWp>8@v  
    hZ<FCY,/?  
    → 查看完整应用使用案例 DP*V|)  
     ct*~\C6Ze  
    2. 基底处理 8_D:#i  
    gEVoY,}/-U  
     u^ wG Vg  
    !_o1;GzK  
    3. 谐振波导光栅的角响应  /*S6/#  
    H9VdoxKo  
     = "Lb5!  
    ,0Udz0  
    4. 谐振波导光栅的角响应 u?g;fh6  
    #c<F,` gdi  
     |9CPT%A#  
       b7M)  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 )J\ JAUj  
     "wV7PSbM  
    1. 用于超短脉冲的光栅 +Sv2'& B  
    \@6w;tyi  
    r)qow.+&  
    czo*_q%  
    →     查看完整应用使用案例     V,tYqhQ3  
    P]4u`&  
    2. 设计和建模流程 A:sP%c;  
    v>Kv!OY:c  
     $*0XWrE  
    ]ao%9:P;  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 F*B^#AZg  
    m<4tH5 };d  
     uhmSp+%  
     
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