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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: 2022-05-17
    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。 ;. [$  
    lM]),}   
     GP k Cgb(  
    vCe<-k  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 &@Gu~)^(  
    L5P}%1 _  
     单光栅分析 mZJzBYM)  
    −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。 B*?PB]  
    −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。 2A;[Ek6{q  
    ,$(v#Tz  
    3B|-xq;]I  
     系统内的光栅建模 xW ZcSIH!  
    COJ!b  
    −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 10C91/  
    −这样可以对系统内的光栅进行建模，从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。 gBS#Z.  
     ZUI\0qh+  
    sWCm[HpG  
    Q]'!FmXf  
    两种建模方法通常可以一起使用，如先优化光栅结构本身，然后将其插入系统。 JF\viMfR  
     9<r}s  
    3. 系统中的光栅对准 N~KRwsDH  
    ^"#rDP"v  
    2cL )sP}  
     安装光栅堆栈 A0k>Nb\c3  
    −为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 qxr&_r  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 %hb5C 4q  
     堆栈方向 9{#|sABGD  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 IbaL.t\>  
    R}26"+~  
    ,DO mh<b  
    dct#E CT  
    >Ga1p'8FtU  
     安装光栅堆栈 <vuX " 8  
    - 为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 nEEGO~e  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 meD (ja  
     堆栈方向 >U/g*[>  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 OYy !4Fp  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 Czxrn2p/  
    D*Q#G/TF3  
     4N0nU  
    kw}1CXD  
    'vIkA=  
     横向位置 0l@+xS;  
    −对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时，必须考虑光栅的横向位置。 tP{$}cEY  
    −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。 *03/ :q^(  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 )fL*Ws6  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 PCfs6.*5Mf  
     通过组件定位选项。 5z>\'a1U  
    I@M^Wu]wW  
    ~B\:  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     9iNns;^`q  
    OFbg]{ub?  
    9v2 ;  
     单光栅分析 r2'rf pQ  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 2:F  
     系统内的光栅建模 _If?&KJ r  
    - 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。 T+D]bfjr&&  
    - 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。 34:EpZO@  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 DdO '  
    L:Eb(z/D  
     y]9U FL"  
    gXJ^o;R>M  
    5. 光栅级次通道选择 Z?mg1;Q  
    jy2nn:1#^  
    PlUjjJU  
     方向 -"H4brj;G  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 d]`,}vi#E9  
     衍射级次选择 x&vD,|V!  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 `ayc YoD  
    - 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。 j #YFwX4.  
     备注 kc[["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 LS;anNk@.}  
    ii9/ UtIQ  
     `p|vutk)U  
    2&URIQg*J  
    6. 光栅的角度响应 G'f"w5%qZv  
    e8bJ]  
    3>Snd9Q  
     衍射特性的相关性 @~3c;9LkY  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 I!D*(>  
    - 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。 n#cN[C9  
    - 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） [+z:^a1?V  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。  0 XzO`*  
    KK$A 4`YoR  
     ): C4}&l  
    yRkMR$5&  
    示例＃1：光栅物体的成像 0g-ESf``{n  
     J3;KQ}F.I  
    1. 摘要 e`F|sz]k"H  
    FG:BRS<m~  
     |lV9?#!  
    C<XDQ>?  
    → 查看完整应用使用案例     "cM5=;  
    I1O?)x~  
    2. 光栅配置与对准 K/cK6Yr  
       NhX.yLb$   
    pSFWNWQ'B  
    F2'cL@E3  
     7gcG|kKT  
    d?Cl04  
      H>6;I  
    3. 光栅级次通道的选择 <Q)}  
    Xs@ ^D,  
     cyg>h X{U  
       ku8c)  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 V"iLeC  
     :X*LlN  
    1. 光栅配置和对准 [bJnl>A  
    qCN7i&k,  
     "s9gQAoaO  
    3=7h+ZgB  
    → 查看完整应用使用案例 ifZNl,  
     p>3'77 V  
    2. 基底处理 c@M@t0WT[  
    $t'I*k^N  
     HH@xn d  
    }j*/>m  
    3. 谐振波导光栅的角响应 %nF\tVP3]  
    );H[lKy  
     kZ%W?#  
    caD;V(  
    4. 谐振波导光栅的角响应 Cq;d2u0)o$  
    A"iD4Q  
     N)WG~=Gi  
       4LJ}>e  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 U-<"i6mg ?  
     ?ovGYzUZ  
    1. 用于超短脉冲的光栅 tdF[2@?+  
    RGI6W{\  
    BK SK@OV  
    |9$'?4F  
    →     查看完整应用使用案例     Wb4{*~  
    9Ib(x0_  
    2. 设计和建模流程 w{EU9C  
    #q.G_-H4J@  
     1[9j`~[([  
    Nj&%xe>].  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 wQB{K3  
    z ]N~_9w  
     X>8?p'*  
     
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