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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 x 2Cp{+}  
    9&} i[x4  
    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。 8[xl3=  
    ,c9K]>8m`  
     Pmj%QhOYE  
    d/Y#oVI  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 L:E?tR}H  
    @j|=M7B  
     单光栅分析 6#DDMP8;I  
    −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。 Kk9W=vd  
    −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。 2\J-7o=P  
    7S]<?>*  
    5>u,Qh  
     系统内的光栅建模 5isqBu  
    =/SBZLR(9  
    −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-:.z]j#_  
    −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。 g,] GzHV1  
     pDV8B/{  
    {f:%+h  
    {kNV|E  
    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。 !ZrU@T  
     B EB[K2[9  
    3. 系统中的光栅对准 *\PCMl  
    ?0J&U4  
    ATscP hk  
     安装光栅堆栈 GW;O35 m  
    −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）。 JsD|igqF-  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 Sahz*f  
     堆栈方向 ?3=y]Vb+  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 ~D\zz }l  
    )]M,OMYq-  
    ! n13B  
    &-zW1wf  
    6Mh"{N7  
     安装光栅堆栈 &UfP8GE9  
    - 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）。 hYB3tT  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 bAS/cuZs  
     堆栈方向 5-?*Boi>i  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 5DxNHEuS  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 7*\Cf qrU  
    ;(r,;S_`0  
     {u)>W@Lr  
    ^bk:g}o  
    =k^ d5  
     横向位置 u1;sH{YK>  
    −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。 Gw-y6e'|Y  
    −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。 Ym|%ka  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 gJBw6'Z  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 x|`BF%e/v  
     通过组件定位选项。 zw[ #B #  
    x,M8NTb*  
    ]e6$ ={  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     R@~=z5X( Q  
    g1v=a  
    ,s`4k?y  
     单光栅分析 PvB{@82  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 %sCG}? y  
     系统内的光栅建模 w:aV2  
    - 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。 I/* ULR,  
    - 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。 :Lu 9w0>f  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 zS*vKyye>  
    &oxHVZJ  
     $O_{cSKg7  
    Zk~~`h  
    5. 光栅级次通道选择 Qo\?(E M  
    j: E3c\a  
    {PKf]m  
     方向 rT(b t~Z  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 Y_nl9}&+C0  
     衍射级次选择 P&IS$FC.\  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 p^k*[3$0  
    - 并非总是需要考虑所有衍射级，建议仅使用感兴趣的衍射级。 {t!Pv 2y<  
     备注 ^cCNQS}r  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 GBY{O2!3u  
    9AJ"C7  
     *$Y_ %}  
    <w3_EO  
    6. 光栅的角度响应 .iYp9?t  
    "0LSy x  
    08+\fT [  
     衍射特性的相关性 dkg| kw'  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 @%jY  
    - 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。 @,m 7%,  
    - 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） f4Ob4ah!(  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 {Z1KU8tp  
    MM6PaD{  
     Q^*4FH!W  
    Vsr"W@k_  
    示例＃1：光栅物体的成像 j'`-3<k  
     ?[;>1+D  
    1. 摘要 Nq1YFI>W  
    yz"hU  
     G > t  
    Z7>Nd$E{  
    → 查看完整应用使用案例     Pkv+^[(4  
    YJ|U| [  
    2. 光栅配置与对准 s|I$c;>  
       _2hZGC%&E  
    /U} )mdFm  
    gC(@]%  
     W ", yq|  
    3$S~!fh  
     w I;sZJc  
    3. 光栅级次通道的选择 %aV~RB#  
    -A@/cS%p  
     H@b4(6  
       V|~o`(]  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 ICiGZ'k  
     }0?XF/e(R  
    1. 光栅配置和对准 7'#_uA QR  
    ?aI. Z+#  
     yb,X }"Et  
    'uF75C  
    → 查看完整应用使用案例 O`5hj q#  
     X]o"4#CQIX  
    2. 基底处理 (\'$$  
    D8{ ,}@  
     q\-P/aN_  
    J=&}$  
    3. 谐振波导光栅的角响应 34Cnbtq^  
    xz, o Mlw  
     DIfQ~O+u  
    T0~~0G)k  
    4. 谐振波导光栅的角响应 j+rY  
    W23Q>x&S  
     \ C>+ubF  
       3.1%L"r[)  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 fz A Fn$[  
     @vB-.XU  
    1. 用于超短脉冲的光栅 o/Q|R+yXV  
    4H NaE{O4  
    *;xGH  
    n/x((d%"E  
    →     查看完整应用使用案例     dS\!tdHP-Q  
    97qf3^gGd  
    2. 设计和建模流程 ~KV{m  
    (#Xs\IEVF  
     L|L|liWd  
    V%z?wDC  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 ^tjw }sE  
    _]-4UA-  
     bWSc&/ 9y  
    `HO] kJpX  
    文件信息 b(CO7/e>  
    tRO=k34  
     \XYidj  
     
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