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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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    光币
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    光券
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 09-07
    1. 摘要 {KQ-Ce-6  
    hnfrnYH  
    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。 2Yg[8Tm#  
    _`Yvfz3  
       _c7  
    )u v$tnP*  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 gWU(uBS  
    3 v,ae7$U&  
     单光栅分析 -fZShOBY`  
    −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。 nH3b<k;S  
    −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。 X:} 5L> '  
    bU g2Bm!y  
    :N'[d e  
     系统内的光栅建模 W~@GK  
    Sr#fyr  
    −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 ` a<|CcUGU  
    −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。 B #V 4  
     V44sNi  
    hcqmjqJ  
    =jd=Qs IL  
    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。 gV.Pg[[1  
     mYs->mg1  
    3. 系统中的光栅对准 HuLm!tCu  
    pQm!Bt L  
    p=5H^E m1  
     安装光栅堆栈 -r2qIt  
    −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）。 /n3&e  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 4>tYMyLt0  
     堆栈方向 y7L4jO9h  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 uC8T!z  
    _/w-gL{  
    ST [1'T+L  
    $4~}_phi  
    M&\?)yG  
     安装光栅堆栈 x[uXD  
    - 为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 8LM1oal}  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 !iz vY  
     堆栈方向 n[w,x;  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 IF?B`TmZ  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 {zN_l!  
    qA\kx#v]P  
     ob5nk ^y  
    Y,Zv0-"  
    g[+Q~/yq  
     横向位置 U$JIF/MO_  
    −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。 %[CM;|?B4  
    −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。 /Gv$1t^a  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 "^e?E:( 3  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 rxk{Li<9  
     通过组件定位选项。 A =#-u&l  
    h9smviU7u  
    Q>c6ouuJ  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     !l~aRj-WZ  
    7?WBzo!!L  
    kxf=%<l  
     单光栅分析 TFA  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 P&`r87J  
     系统内的光栅建模 l5nDt$Ex  
    - 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。 oi4Wxcj  
    - 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。 g*imswj7  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。  wupD   
    ^aWNtY' :  
     D ;I;,Z  
    17 iq  
    5. 光栅级次通道选择 ~*]`XL.-  
    (>`SS#(T!  
    wz)9/bL  
     方向 U+M?<4J) "  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 E }j8p_p  
     衍射级次选择 F@K;A%us)  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 sBI%lrO  
    - 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。 5kNs@FP  
     备注 RYaof W  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 eE_XwLE  
    wo9f99  
     -)+DVG.t  
    <]qd9mj5  
    6. 光栅的角度响应 uL AXN  
    3m7V6##+  
    l;kZS  
     衍射特性的相关性 -s "$I:v  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 o_m.MMEU  
    - 对于不同的波长/偏振，衍射效率也不同，并且对于不同的入射角，衍射效率也不相同。 -RDs{c`y%N  
    - 为了解决与角度有关的衍射行为，可能需要指定k域中的采样点（等效于角度空间） ' uw&f;/E  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 )B4c;O4t  
    a/#,Y<kJ  
     s\R?@  
    Yk&{VXU<  
    示例＃1：光栅物体的成像 uNBhVsM6<  
     S6X<3L`FfH  
    1. 摘要 H2cc).8"  
    >AFpO*q"  
     'A2"&6m)28  
    .w)t<7 y  
    → 查看完整应用使用案例     ^`?> Huu<w  
    1 to<at-NN  
    2. 光栅配置与对准 0E1)&f  
       >L4$DKO  
    ~-i?=  
    tpK4 gjf  
     #::vMnT  
    ZW%`G@d"H-  
     gv-k}2u_  
    3. 光栅级次通道的选择 0MPDD%TP  
    )>p6h]]a  
     ;d40:q<  
       &N;6G`3  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 it vdzPO  
     KZNyp%q  
    1. 光栅配置和对准 *[n^6)  
    i[#Tn52D  
     V|7CYkB8  
    k 3XtKPO  
    → 查看完整应用使用案例 Pme?`YO$x  
     mo$*KNW%\  
    2. 基底处理 c qp#1oM4M  
    $)V4Eu;  
     JK`P mp>  
    ")OLmkC  
    3. 谐振波导光栅的角响应 l?[DO?m+R  
    bHnQLJ  
     a06DeRCej  
    l!,{bOZ  
    4. 谐振波导光栅的角响应 2Oa-c|F  
    B"v=Fr[  
     M-gjS6c\3  
       9n'p7(s%  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 +n dyR  
     %54![-@  
    1. 用于超短脉冲的光栅 < r~Tj  
    U_No/$ b  
    ?da3Azp  
    $Vzfhj-if  
    →     查看完整应用使用案例     (tvh9 o  
    r "R\  
    2. 设计和建模流程 x7?{*w&r  
    e)kf;Hkf  
      Eqc$*=  
    :*1w;>o)n  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 =F4}  
    |sh  U  
     Tx(R3B+u7  
    9D,& )6  
    文件信息 `upNP/,  
    b}:Z(L,\  
     |=POV]K  
     
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