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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: 09-07
    1. 摘要 glDcUCF3  
    --;@2:lg{  
    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。 C~fjWz' V  
    \(226^|j  
     L,y6^J!  
    sn7AR88M;  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 QaUm1 i#  
    rpeJkG@+  
     单光栅分析 'iLpE7  
    −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。 XE^)VLH:  
    −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。 U*90m~)  
    ]7-&V-Ct*  
    u]}s)SmDk  
     系统内的光栅建模 A-:O`RK  
    +"9hWb5  
    −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 n]8<DX99Q0  
    −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。 z/i+EE  
     dJ$"l|$$  
    )`^p%k  
    [MuEoWrq(}  
    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。 f0Bto/,>~  
     *s@Qtgu  
    3. 系统中的光栅对准 vJAZ%aW  
    3u%{dGa  
    P[s8JDqu  
     安装光栅堆栈 o7IxJCL=Q  
    −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）。 ss;R8:5  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 +`?Y?L^ J  
     堆栈方向 A?Bif;  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 nUkaz*4qU  
    j*~T1i  
    6e&>rq6C  
    eQQ>  
    cuOvN"nuNj  
     安装光栅堆栈 (O0Urm  
    - 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）。 2^?:&1:  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 7GDHz.IX  
     堆栈方向 V5}B:SUB  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 t&?i m<  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 JN7k2]{  
    6uKTGc4  
     K~ ;45Z2  
    /x3/Ubmz~x  
    i<pk6rO1  
     横向位置 A*W) bZs.  
    −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。 KK@.~'d  
    −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。 \U@rg4  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 fS^!ZPe1  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 Nj(" |`9"  
     通过组件定位选项。 IIq1\khh  
    Ivb 4P`{  
    eb*#'\~'  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     >}(CEzc8  
    |HZTN"  
    :O5og[;b  
     单光栅分析 >[X{LI(_<<  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 .7n\d55a  
     系统内的光栅建模 np~~mdmRK  
    - 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。 ek&kv#G  
    - 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。 &w=3^  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 ~F1:N>>_Cf  
    6Zn @2PGEl  
     < y*x]}  
    /T. KbLx~q  
    5. 光栅级次通道选择 +iI&c s  
    Q,80Hor#J  
    j2 !3rI  
     方向 : }`-B0  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 (ND4Q[*6  
     衍射级次选择 n8. kE)?  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 O@YTAT&d#  
    - 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。 fHZTXvxoL  
     备注 _v* nlc  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 $-On~u0g  
    ^ "\R\COQ  
     Q:$Zy  
    ] Eh}L  
    6. 光栅的角度响应 hTwA%  
    ^ :F.  
    l&}y/t4%  
     衍射特性的相关性 R6=$u{D  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 I2H6y"p N  
    - 对于不同的波长/偏振，衍射效率也不同，并且对于不同的入射角，衍射效率也不相同。 +S=Rn,  
    - 为了解决与角度有关的衍射行为，可能需要指定k域中的采样点（等效于角度空间） J/3_C6UZ  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 A=kH%0s2p@  
    u a\,->  
     +&["HoKg}&  
    VM0j`bs'K*  
    示例＃1：光栅物体的成像 R N@ctRS  
     ,k G>?4  
    1. 摘要 n#=o?!_4  
    GLGz 2 ,#  
     D0BI5q  
    asC_$tsMe  
    → 查看完整应用使用案例     [b$4Shx  
    n3sUbs;  
    2. 光栅配置与对准 {8I.`U  
       vp.ZK[/`  
    pa{re,O"e  
    ;}'D16`j  
     Y \:0Ev  
    E#F/88(  
     @&}q} D  
    3. 光栅级次通道的选择 9+keX{/c  
    -@ZiS^l  
     ~ Uo)0  
       rSYi<ku  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 OaL\w D^  
     \.g\Zib )  
    1. 光栅配置和对准 ~gu3g^<0v  
    )TmHhNo  
     i.:. Y  
    Zo{$  
    → 查看完整应用使用案例 xGI, Lk+  
     yOvm`9  
    2. 基底处理 Y{*u&^0{  
    i9=&;_z  
     72veLB  
    #A8@CA^d  
    3. 谐振波导光栅的角响应 4GB7A]^E  
    m5Tr-w$QY  
     sp* Vqd  
    xB !6_VlB  
    4. 谐振波导光栅的角响应 f$'2}'.!$  
    WlYs~(= 9  
     6b!F1  
       XerbUkZ  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 b<]n%Q'n  
     (@#M!'  
    1. 用于超短脉冲的光栅 ;Q+xK h%  
    |A8/FU2{  
    lHV[Ln`\x  
    )3(;tT,$}^  
    →     查看完整应用使用案例     #);[mW{F  
    @2*]"/)*0  
    2. 设计和建模流程 4hw@yTUo  
    [NFNzwUB  
     t&9A ]<n%,  
    U8(Nk\"X\  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 #Eb5:;  
    D13Rx 6b  
     ^V %rag  
    xTGxvGv8  
    文件信息 ujJI 1I  
    fQP{|+4  
     B&N/$= 5m  
     
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