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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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    只看楼主 正序阅读 楼主  发表于: 10-15
    1. 摘要 'L'R9&o<X  
    -RwE%  cr  
    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。 )7F/O3Tq  
    dV_G1'  
     I9Xuok!0>=  
    vsPu*[%  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 }vuO$j  
    0J9x9j`&j  
     单光栅分析 V gWRW7Se  
    −通过主窗口“光栅”菜单，可以进入仅针对光栅的特殊评估环境。 @"A4$`Xi3  
    −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。 /m1\iM\  
    C dn J&N{  
    +7Gwg  
     系统内的光栅建模 ^qs $v06  
    Z@HEj_n  
    −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 ^8WRqQdx  
    −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。 oJ^P(]dw  
     Lbgi7|&  
    teR Tu  
    VA%J\T|G2\  
    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。 dO'(2J8  
     D.:Zx  
    3. 系统中的光栅对准 m O_af  
    BPrt'Nc  
    IGl9 g_18  
     安装光栅堆栈 KlEpzJ98  
    −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）。 N2G{<>=  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 i!Ba]n   
     堆栈方向 >4TO=i  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 /~1+i'7V.,  
    )~>YH*g  
    3o*YzwRt  
    [Xkx_B  
     安装光栅堆栈 6ujW Nf  
    - 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）。 X|dlt{Gf   
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 vx =&QavL  
     堆栈方向 2 ?C)&  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 ]Wup/o  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 }f ?y* H  
    F59 TZI  
     KNl$3nX  
    >*bvw~y,  
    xT8?&Bx  
     横向位置 @7 }W=HB  
    −对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时，必须考虑光栅的横向位置。 PCA4k.,T  
    −例如，激光束（紧密地）聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上，效果可能会大不相同。 K/$KI7 P  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 :jf3HG  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 ?6!LL5a.  
     通过组件定位选项。 e-;}366}  
    `[A];]  
    lE;!TQj:X  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     ;uW FHc5@B  
    TeQV?ZQ#}  
    9c],<;{'  
     单光栅分析 Jm@oDME_E  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 l (o~-i\M  
     系统内的光栅建模 Om&Dw |xG8  
    - 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。 /v}`l  
    - 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。 +ZYn? #IQ  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 ]e3Ax(i)  
    =4!mAo}  
     `cO:<^%  
    gw(z1L5 n  
    5. 光栅级次通道选择 %O<BfIZ  
    y`Fw-!'o  
    M|-)GvR$J  
     方向 ,4 rPg]r@  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 -Za/p@gM  
     衍射级次选择 pAEx#ck  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 ?2a$*(  
    - 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。 INf&4!&h  
     备注 GbyJ:  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 Efe 7gE'  
    5;?yCWc  
     2 c}E(8e]  
    ^Cmyx3O^  
    6. 光栅的角度响应 E7hhew  
    $'TM0Yu,  
    llDJ@  
     衍射特性的相关性 6zkaOA46V  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 }G=M2V<L  
    - 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。 $e\M_hp*J  
    - 为了解决与角度有关的衍射行为，可能需要指定k域中的采样点（等效于角度空间） <{pz<io)  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 SuznN L=/$  
    NI5``BwpO  
     $( )>g>%  
    0V]s:S  
    示例＃1：光栅物体的成像 $M#>9QHhc  
     zT/\Cj68  
    1. 摘要 wBzC5T%,  
    l0] EX>"E  
     D$N /FJ8|G  
    {*KEP  
    → 查看完整应用使用案例     Q?T]MUY(L  
    E4!Fupkpf  
    2. 光栅配置与对准 51u0]Qx;fm  
       P2!C|SLK  
    /(T?j!nPE  
    u>$t'  
     JRFtsio*  
    5;S.H#YOpO  
     K^$=dLp  
    3. 光栅级次通道的选择 "3hMq1NQ`g  
    ;=@0'xPEa-  
     ddo#P%sH'  
       9l,o P?  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 :]c3|J  
     } %z   
    1. 光栅配置和对准 1}37Q&2  
    G:JR7N$  
     jal-9NV)!  
    9kojLqCT  
    → 查看完整应用使用案例 nm+s{  
     m,S{p<-h  
    2. 基底处理 kLY^!  
    C>~TI,5a3  
     OTp]Xe/  
    Zov~B-Of:  
    3. 谐振波导光栅的角响应 ^(<f/C)i  
    Y~Ifj,\  
     ':}\4j&{E  
    jtc~DL  
    4. 谐振波导光栅的角响应 :!/8 Hv  
    f-d1KNY  
     {U1m.30n  
       w:l"\Tm  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 nd(S3rct&  
     e*!kZAf  
    1. 用于超短脉冲的光栅 o.\oA6P_  
    7rPF$ \#  
    h1{3njdr  
    fQ98(+6  
    →     查看完整应用使用案例     H:G1BZjq  
    >{Tm##@,k  
    2. 设计和建模流程 L]Mo;kT<Q  
    fX)# =c|5  
     SB7c.H,  
    y?0nI<}}HK  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 b[7 ]F  
    v3qA":(w+(  
     80;(Gt@<"  
     
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