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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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    7176
    光币
    30021
    光券
    0
    只看楼主 正序阅读 楼主  发表于: 昨天 11:31
    1. 摘要 n6Je5fE  
    <lopk('7  
    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。 #N.W8mq  
    D2z" Z@  
     9)9p<(b $  
    fkbHfBp[(A  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 ;x^WPY Ej  
    CoO..  
     单光栅分析 A)/8j2  
    −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。 P/6$ T2k_  
    −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(o  
    NCR 4n_  
    '#LbIv4  
     系统内的光栅建模 jM]B\cvN  
    4 ;ybQ  
    −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 W5z<+8R  
    −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。 <#/r.}.x  
     ,j E'd'$  
    K9O%SfshF  
    .$&mWytw=  
    两种建模方法通常可以一起使用，如先优化光栅结构本身，然后将其插入系统。 zW.I7Z0^  
     DLggR3K_\  
    3. 系统中的光栅对准 :59fb"^$  
    je LRS8];  
    &\6Buw_  
     安装光栅堆栈 }x!=F<Q!r  
    −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）。 utOATjB.z  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 Bp&7:snGt  
     堆栈方向 s2F<H#  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 \vwsRT 1  
    iXLODuI  
    b* (~8JxZ  
    }9=X*'BO  
    0> {&8:  
     安装光栅堆栈 T1$=0VSEa+  
    - 为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 RBuerap  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 u*}[fQ`aF  
     堆栈方向 r:N =?X`N  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 8k[=$Ro  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 ["O/%6b9+  
    [l# 8}dy  
     b^s978qn#  
    |z.x M>  
    3T1t !q4/5  
     横向位置 oW ! Z= ;  
    −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。 Bk)E]Fk|  
    −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。 ?OjZb'+=K  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 ({&\~"  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 _L8|Z V./  
     通过组件定位选项。 SfTTB'9  
    2><=U7~  
    &<dC3o!  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     iEx sGn]2  
    0+3_CS++r  
    LK>A C9ak<  
     单光栅分析 3g79pw2w=  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 G.{)#cR  
     系统内的光栅建模 r,cz yE/  
    - 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。  {4]sJT  
    - 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。 2eC`^  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 IN^dJ^1+  
    Q H>e_  
     U~CG(9  
    ;bYS#Bid{V  
    5. 光栅级次通道选择 sh#hDU/</  
     C\`*_t  
    t GS>f>i  
     方向 ~SzHIVj:6  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 ob. Br:x  
     衍射级次选择 |7CFm  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 ]&b>P ;j:  
    - 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。 wjzR 8g0bQ  
     备注 Ot<vn34mt:  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 1ze\ U>  
    %VH{bpS|i:  
     y|b&Rup  
    M7`iAa.}  
    6. 光栅的角度响应 q 3nF\Me0  
    faIHmU  
    8pXului  
     衍射特性的相关性 F`Ld WA  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 j+eto'  
    - 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。 ^{}$o#iof  
    - 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） -bP_jIZF;g  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 TC* 78;r  
    H13kNhV9  
     b # |  
    EP'I  
    示例＃1：光栅物体的成像 {t%Jc~p{  
     K@<%Vc>L(  
    1. 摘要 q)f-z\  
    2kSN<jMr  
     ^'G,sZ6'Nh  
    BcaX:C?f  
    → 查看完整应用使用案例     /^pPT6  
    qdNt2SO  
    2. 光栅配置与对准 ]EWEW*'j  
       $! R]!s  
    7=@3cw H  
    ~Gj%z+<  
     I]iTD  
    y# iQ   
     oMeIXb)z  
    3. 光栅级次通道的选择 _&R lR  
    &YOks.k  
     f&2f8@  
       kSUpEV+/  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 xH4Qv[k Q7  
     Qq{>]5<  
    1. 光栅配置和对准 [XbNZ6  
    o,gH*  
     !mIr_d2"  
    kn9e7OO##  
    → 查看完整应用使用案例 Wz+7CRpeP  
     EQ%,IK/  
    2. 基底处理 b-OniMq~  
    |kc#=b@l  
     5Z_7Sc  
    (N^tg8Z<  
    3. 谐振波导光栅的角响应 ~cH3RFV  
    Q:^.Qs"IK  
     M" vd /F V  
    vE{L`,\ q  
    4. 谐振波导光栅的角响应 .H#<yPty  
    fq<JX5DER  
     ! _p(H  
       d1BE;9*/7  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 TsF>Y""*M  
     rHpxk  
    1. 用于超短脉冲的光栅  Op5S'  
    '`sZo1x%f  
    T=,A pa  
    LK:Jkjp^  
    →     查看完整应用使用案例     ;hb_jW-0W  
    3R& FzLs  
    2. 设计和建模流程 C8W4~~1S  
    ;"w?@ELE  
     =;(y5c  
    11YpC;[o  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 3%L@=q  
    4GqwY"ja  
     C @nA*  
    *bSxobn  
    文件信息 gZ@z}CIw'  
    8)bqN$*h  
     ]114\JE  
     
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