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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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    光币
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    光券
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    只看楼主 正序阅读 楼主  发表于: 昨天 08:08
    1. 摘要 +9 p`D  
    (6#yw`\  
    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。 Q @OC=  
    $x_52 j\j  
     Q'Kik5I  
    . (*kgv@3x  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 t6g)3F7T  
    CBnouKc:  
     单光栅分析 r~G]2*3  
    −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。 rE{Xo:Cf  
    −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。 cYWy\+  
    P2Qyz}!wo  
    !k= 0X\5L  
     系统内的光栅建模 h;ol"  
    fzFvfMAU  
    −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 5ih"Nds[H  
    −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。 rq(~/Yc  
     4>"cc@8&~  
    E4v_2Q -w  
    Y0u'@l_[F  
    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。 Y:"v=EhB  
     |`Oa/\U  
    3. 系统中的光栅对准 |CZnq-,C  
    B`?N0t%X  
    Y zBA{FE  
     安装光栅堆栈 [N95.aD  
    −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）。 PZ!dn%4jy  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 >xZhK63C/  
     堆栈方向 m]=oaj@9  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 oF@x]bmU  
    R<lNk<  
    Y7:Y{7E7  
    ^`jZKh8)h  
     安装光栅堆栈 C>:/(O  
    - 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）。 }rY?=I  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 eb.cq"C  
     堆栈方向 3?*M{Y|  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 Y0 X"Zw  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 =(|xU?OL  
    CmJ?_>  
     ?lc[ hH  
    N,/BudF o  
    I>kiah*  
     横向位置 EOBs}M;  
    −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。 $['7vcB^  
    −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。 gaw4NZd)0  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 d@D;'2}Yc  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 ,\S pjE  
     通过组件定位选项。 _Vo)<--+I  
    pVV}1RDa  
    0tW<LR-}E  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     aW=By)S!Y  
    V{T{0b" \U  
    $/, BJ/9  
     单光栅分析 h5&/hBN  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 "^9[OgE:  
     系统内的光栅建模 y7M:b Uh  
    - 但是，任何现实的光栅结构都放置在基底上，使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 t":W.q<  
    - 平面建模考虑了菲涅耳损耗，但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 T}n}.JwU  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 zmB31' _  
    7>'uj7r]=  
     %qS]NC  
    Q$|^~  
    5. 光栅级次通道选择 ':!3jZP"m  
    A[^qq UL'  
    z29qARiX  
     方向 Sg.+`xww3  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 d1~_?V'r]  
     衍射级次选择 VDByj "%  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 d)04;[=  
    - 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。 1jH7<%y  
     备注 T|o`a+?  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 I!$jYY2  
    gf68iR.Gs  
     $5TepH0D  
    )YzHk ;(  
    6. 光栅的角度响应 ~|CJsD/  
    > $w^%I  
    ,&.W6sW  
     衍射特性的相关性 ?~"`^|d  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 zU f>db  
    - 对于不同的波长/偏振，衍射效率也不同，并且对于不同的入射角，衍射效率也不相同。 gEr4zae  
    - 为了解决与角度有关的衍射行为，可能需要指定k域中的采样点（等效于角度空间） U,Z"G1^  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 XYqpI/s  
    O!+nF]V4f  
     I#|ocz  
    4GG1E. z}  
    示例＃1：光栅物体的成像 X5uS>V%/  
     gEZwW]r-  
    1. 摘要 le7 `uz!%  
     20I4r  
     "El^38Ho  
    UGhW0X3k  
    → 查看完整应用使用案例     'oz hz2s  
    X}oj_zsy;^  
    2. 光栅配置与对准 7"ylN"syZ  
       iD>G!\&  
    ss? ]  
    g3|BE2?  
     az0cS*@  
    mD9STuA$H  
     j~M#Ss-H8  
    3. 光栅级次通道的选择 Gs[Vu@*  
    0o=!j3RjH  
     s~S?D{!  
       P3'2IzNw  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 Tr}R`6d$  
     U?bG`. X  
    1. 光栅配置和对准 + $>N]1  
    :e1'o  
     JXpoCCe  
    n!GWqle  
    → 查看完整应用使用案例 `.{U-U\  
     B{s]juPG  
    2. 基底处理 rmOQ{2}  
    H76E+AY  
     |q3f]T&+>{  
    `vudS?  
    3. 谐振波导光栅的角响应 +0VG[ c\8  
    t,RyeS/  
     Tdg6kkJ  
    @u,+F0Yd  
    4. 谐振波导光栅的角响应 I0!j<G  
    :~yzDk\I"-  
     Z.!g9fi8>  
       `)"tO&Fn  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 5v"Y\k+1  
     "X`RQ6~]>  
    1. 用于超短脉冲的光栅 )AOPiC$jL  
    ;t}'X[U  
    0z/h+,  
    =(%*LY!Xc  
    →     查看完整应用使用案例     l$F_"o?&S@  
    My. dD'C  
    2. 设计和建模流程  L#n}e7Y9  
    +4Q[N;[+*  
     *2`:VFEV  
    Qh^R Ax  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 XJUEwX  
    cST\~SUm  
     I-,>DLG  
     
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