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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: 09-07
    1. 摘要 ::`wx@  
    Z`KmH.l!  
    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。 d(Ou\7  
    (Mh\!rMg  
     !m2k0|9  
    /GaR&  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 _@TTVd  
    xGA0] _  
     单光栅分析 Qd?P[xm  
    −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。 7A-rF U$  
    −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。 _F E F+I  
    i6kyfOI  
    L]}|{< 3\  
     系统内的光栅建模 cf'Z#NfQ  
    d:''qgz`  
    −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 T5;D0tM/  
    −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。 <H/H@xQ8G  
     Yv-uC}e  
    U?{j  
    +pm8;&  
    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。 ZZ5yu* &  
     0%/(p?]M  
    3. 系统中的光栅对准 -~k2Gy;E  
    |O?Aj1g[c?  
    9g"H9)EZ^  
     安装光栅堆栈 |9 3%,  
    −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）。 ;|y,bo@sJJ  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 $@j7VPE  
     堆栈方向 !%@{S8IP.v  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 H5{J2M,f  
    D>Z_N?iR  
    * ?+!(E  
    =Yk$Q\c  
    ez>@'yhK  
     安装光栅堆栈 |&Q=9H*e  
    - 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）。 ![V- e  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 ~Zm(p*\T  
     堆栈方向 (I5ra_FVs  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 @\R)k(F  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 5UbVg  
    qC &<U  
     y=Hl~ev`9  
    z4goa2@Z  
    =`U[{3A_  
     横向位置 #a&Vx&7L  
    −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。 'Bx7b(xqk  
    −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。 8] *{ i  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 GFid riC  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 d?mdw ?|  
     通过组件定位选项。 !QovpO">z  
    i=4bY[y  
    itU01  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     e_TM#J(3  
    slx^" BF^  
    ^:#%TCJ  
     单光栅分析 `uj`ixcR  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 WA/\x  
     系统内的光栅建模 D-.>Dw:  
    - 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。 ^cNP ?7g7  
    - 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。 d~8Q)"6 [  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 lFcCWy  
    |&JL6hN  
     9HE)!Col  
    Tla*V#:Ve  
    5. 光栅级次通道选择  P/Z o  
    sw1XN?O  
     ,Y!)V  
     方向 $ ]HIYYs  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 9&tV#=s  
     衍射级次选择 e.T5F`Du  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 HUJ $e2[  
    - 并非总是需要考虑所有衍射级，建议仅使用感兴趣的衍射级。 l>ttxYBa<d  
     备注 +Il=gL1  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响  }oG&zw  
    tL~|/C)d R  
     ?|33Np)  
    X DX_c@U  
    6. 光栅的角度响应 ,-b9:]{L  
    ,P|PPx%@  
    8C2t0u;Y .  
     衍射特性的相关性 ax<0grK  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 Dt ?Fs  
    - 对于不同的波长/偏振，衍射效率也不同，并且对于不同的入射角，衍射效率也不相同。 ubL Lhf  
    - 为了解决与角度有关的衍射行为，可能需要指定k域中的采样点（等效于角度空间） QUNsS9  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 uxcj3xE#d  
    0kkiS 3T  
     ~AO0(Lp  
    _i 8oWy1  
    示例＃1：光栅物体的成像 fq(e~Aqw$  
     ,d7@*>T&  
    1. 摘要 1a<,/N}}t  
    vV|egmw01  
     ,wV2ZEW}e  
    "*0 szz'  
    → 查看完整应用使用案例     + $-a:zx`l  
    4MIVlg9  
    2. 光栅配置与对准 oGM.{\i  
       d_`Ze.^   
    B}(YD;7vJ  
    GgtL./m  
     zQ [mO  
    J+zqu  
      84{<]y  
    3. 光栅级次通道的选择 u/zC$L3B(  
    S `[8TZ  
     {p-%\nOC  
       23=;v@  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 $5A XE;~{  
     ?YS`?Rr  
    1. 光栅配置和对准 f|`{P P`\  
    i~2>kxf;K1  
     JUE>g8\b  
    HwcGbbX)  
    → 查看完整应用使用案例 @6gz)  p  
     2vXMrh\  
    2. 基底处理 LD NpEX~  
    ijTtyTC  
     o ZAjta_4  
    Ne[O9D 7  
    3. 谐振波导光栅的角响应 ^_oLhNoez2  
    %ry>p(-pC(  
     &a0%7ea`.S  
    Re2kD/S3  
    4. 谐振波导光栅的角响应 M$GD8|*e  
    :eO]65N  
     MT*b+&1e  
       FYj3! H  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 &Jn%2[;  
     -LY_7Kg  
    1. 用于超短脉冲的光栅 9\;EX  
    LU]~d< i99  
    *iR`mZb  
    EKt-C_)U  
    →     查看完整应用使用案例     wHCsEp(  
    g(`6cY[}  
    2. 设计和建模流程 QSLDA`  
    qq/Cn4fN8  
     b:JOR@O  
    !6KEW,  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 NUU}8a(K  
    yTEuf@  
     SX4p(t  
    lC2xl(#!  
    文件信息 0uvL,hF  
    upJishy&I  
     2.[qcs3zl  
     
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