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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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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 10-15
    1. 摘要 2u5|8  
    ]{ntt}3G,  
    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。 {qN 5MsY  
    orjj' +;X  
     U15H@h  
    /!3@]xz*  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 w.\&9]P3~  
    D?NbW @]  
     单光栅分析 N19({0+i2  
    −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。 (aH'h1,G  
    −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。 /J WGifH  
    jbS\vyG  
    'coV^~qy  
     系统内的光栅建模 <|SRe6m  
    OHhsP}/  
    −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 `#;e)1  
    −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。 R5X.^u  
     ,uSQNre\j  
    a_'2V;  
    hMykf4  
    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。 }<9cL'  
     N _86t  
    3. 系统中的光栅对准 E.Jkf\  
    "gDb1h)8  
    Ljp%CI[i  
     安装光栅堆栈 C<m{*C-`a  
    −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）。 gk0(ANx  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 pUV/ Ul]  
     堆栈方向 cT!\{ ~  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 F!]lU`z)=  
    Q+W1lv8R  
    jAm3HI   
    8n*.).33  
     安装光栅堆栈 Fd[zDz  
    - 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）。 9Ru8~R/\  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 N<IT w/@^  
     堆栈方向 Yd#/1!A7u  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 =9fajRFTt  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 JNJ=e,O,  
    k[:bQ)H  
     6{^E{go  
    *fn*h[pV&  
    WRrd'{sB  
     横向位置 &8g?4v  
    −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。 b"#WxgaF  
    −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。 !3*(N8_|#  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 tavpq.0O  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 G"Sd@%W(  
     通过组件定位选项。 s#)5h0t#du  
    Zf65`K3  
    S|]X'f  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     WYEKf9}  
    #]ypHVE  
    cM$P`{QrM  
     单光栅分析 _YLfL  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 c0;t4( &8  
     系统内的光栅建模 enSXP~9w  
    - 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。 OeS\7  
    - 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。 '~&9D:(  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 _U |>b>  
    Q2F+?w;,  
     @!yMIM%P  
    uFPF!Ern  
    5. 光栅级次通道选择 LRb{hUt=  
    }L#_\  
    jO1r)hw N>  
     方向 FMClSeO7  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 OVhE??#  
     衍射级次选择 &' Ne! o8  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 |>tKq;/  
    - 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。 Z`KC%!8K  
     备注 -/g B|J  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 ak |WW]R  
    R)RG[F#   
     znaUBv_  
    D-4f >  
    6. 光栅的角度响应 zY('t!u8  
    LS88.w\=S@  
    ~XWQhIAM4  
     衍射特性的相关性 1M 781  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 _PlKhv}  
    - 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。 t-0a7 1#e  
    - 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） G %Q^o5m  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 l33Pm/V2?  
    Y! gCMLL  
      .5y+fL  
    zBk'{[y9L  
    示例＃1：光栅物体的成像 h?8]C#6^  
     aM:nOt" S1  
    1. 摘要 % <q w  
    Y#lk6  
     P%(O|  
    */|9= $54  
    → 查看完整应用使用案例     A3iFI9Iv  
    Ksy -e{n  
    2. 光栅配置与对准 kAC&S!n  
       5&q8g;XiEM  
    m/y2WlcRx  
    KNLfp1!  
     d BJJZ^(  
    U}PiY"S<  
     Vy938qX   
    3. 光栅级次通道的选择 2VJR$Pao  
    mM-8+H?~b  
     1PP $XJtyD  
       ~ y;6W0x  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 W>p-u6u%E|  
     @Q/-s9b  
    1. 光栅配置和对准 (C@~3!AVa  
    {'2@(^3  
     _cJ2\`M  
    rjPL+T_  
    → 查看完整应用使用案例 FTQ%JTgT  
     8qEVOZjV&  
    2. 基底处理 P}TI q#  
    PX n;C/  
     K/3)g9Z&io  
    %ve:hym*  
    3. 谐振波导光栅的角响应 JMz;BAHT  
    N 0= ac5  
     HsHB!mQV  
    j;fpQ_KL  
    4. 谐振波导光栅的角响应 p-zXp K"  
    u( wGl_  
     e*;c(3>(  
       =UJ:tSr  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 QZ:8+[oy  
     *i- _6s  
    1. 用于超短脉冲的光栅 $} =krz:r  
    %JHGiCv|  
    Wr3mQU  
    pk3<|  
    →     查看完整应用使用案例     JNa"8  
    YJ;j x0  
    2. 设计和建模流程 L_+k12lm  
    n1&% e6XhO  
     v%s`~~u%^  
    I]&#Dl/  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 LjUy*mxw  
    W81E!RyP`  
     R&Jm +3N  
     
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