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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 倒序阅读 楼主  发表于: 10-15
    1. 摘要 : jx4{V  
    iUwzs&frd  
    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。 S$k&vc(0  
    Wf<LR3  
     *dF>_F  
    Bf:Q2slqI  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 a> )f=uS  
    i&k7-<  
     单光栅分析 a6H%5N  
    −通过主窗口“光栅”菜单，可以进入仅针对光栅的特殊评估环境。 - DCbko  
    −它有助于分析和可视化光栅的衍射特性，例如衍射角度和效率。 qVPeB,kIz  
    {|\.i  
    4~=l}H>&  
     系统内的光栅建模 Ha ]YJ}  
    +O5hH8<&b  
    −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 66 Tpi![  
    −这样可以对系统内的光栅进行建模，从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。 )jC%a6G!  
     X@f}Q`{Ymj  
    Wvqhl 'J  
    PzGWff!*n  
    两种建模方法通常可以一起使用，如先优化光栅结构本身，然后将其插入系统。 !-Y3V"  
     hEk$d.!}  
    3. 系统中的光栅对准 5PW^j\G-f  
    &[SC|=U'M  
    X?$_Sd"G+5  
     安装光栅堆栈 T>GM%^h,7-  
    −为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 N<-Gk6`C/  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 fAmz4  
     堆栈方向 #[a*rD%m  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 fT{Yg /j  
    "\=U)CJ  
    d7i]FV  
    EE'!|N3  
     安装光栅堆栈 4X$Qu6#i  
    - 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）。 j=J/x:w_e  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 ;>YzEo  
     堆栈方向 ,(4K4pN  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 2m[<]$  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 gNhQD*+>{  
    m6djeOl  
     bTu9;(  
    EIQ p>|5  
    xvy.=(  
     横向位置 T#)P`q  
    −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。 3Y~>qGQwh  
    −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。 iIogx8[  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 _?OG1t!  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 s0_nLbWwO  
     通过组件定位选项。 qv"$Bd:]r  
    Yrn)VV[)h  
    nLiY%x`S  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     V_:&S2j  
    V!dtF,tH  
    &I406Z f7y  
     单光栅分析 ?rup/4|  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 g4@ lM"|S  
     系统内的光栅建模 FE{FGM q  
    - 但是，任何现实的光栅结构都放置在基底上，使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 S+2(f> Z  
    - 平面建模考虑了菲涅耳损耗，但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 7!$^r$t   
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 @]#1(9P  
    t_suF$  
     e!r-+.i(  
    @<Yy{ ~L|  
    5. 光栅级次通道选择 <rmvcim{*  
    ~!3r&(  
    .% OR3"9@  
     方向 N&V`K0FU  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 [=_jYzD,j|  
     衍射级次选择 4,0{7MLgK  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 xp9pl[l  
    - 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。 s!e3|pGS  
     备注 65m"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 N"y)Oca{  
    gGS=cdlV  
     k: ;WtBC6j  
    evJ.<{M  
    6. 光栅的角度响应 Zsh9>]M L  
    I)W`sBL  
    C{b gkzr  
     衍射特性的相关性 $lu t[o74  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。  _\HQvH  
    - 对于不同的波长/偏振，衍射效率也不同，并且对于不同的入射角，衍射效率也不相同。 :Xd<74Nu  
    - 为了解决与角度有关的衍射行为，可能需要指定k域中的采样点（等效于角度空间） TvQo?  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 -FCe:iY! A  
    d5z`BH.  
     K!]/(V(}  
    jMDY(mwt  
    示例＃1：光栅物体的成像 0nD/;\OU  
     |id <=Xf  
    1. 摘要 CWP2{  
    :<#nTh_@\'  
     O s.4)  
    ]}(H0?OQR  
    → 查看完整应用使用案例     E\2%E@0#  
    @k/NY *+  
    2. 光栅配置与对准 K:Q<CQ2  
       q8Z<{#oXu  
    d$AWu{y  
    '-/xyAzS  
     *C=>X193U  
    ApXy=?fc  
     Nl(3Xqov  
    3. 光栅级次通道的选择 !1Cy$}w  
    <nK?LcP  
     W1FI mlXS  
       Clb@$,  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 r_;N t  
     we?76t:-  
    1. 光栅配置和对准 =k:,qft2  
    ^B 2 -)  
     q,U+qt  
    bB;5s`-  
    → 查看完整应用使用案例 \`\ZTZni  
     a,#j =  
    2. 基底处理 3fJc 9|  
    Z@@K[$  
     x*&|0n.D  
    A^EE32kbm  
    3. 谐振波导光栅的角响应 Y<ql49-X  
    )sp4Ie  
     fku<,SV$O4  
    ~Ti'FhN  
    4. 谐振波导光栅的角响应 ["e3Ez  
    1!T1Y,w  
      !V g`  
       )$bS}.  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 tlp@?(u  
     @w!PaP  
    1. 用于超短脉冲的光栅 "?I y(*^  
    ce3YCflt  
    t; {F%9j{  
    Ev(>z-{F  
    →     查看完整应用使用案例     s)Cjc.Qs  
    2nIw7>.}f  
    2. 设计和建模流程 W+X6@/BO  
    9dUravC7  
     :#?5X|Gz  
    <=0 u2~E  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 Um-[~-  
    o/Q;f@  
     wInh~p  
     
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