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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。 ZaindX{.1  
    T7_rnEOO   
     B#n}y  
    $:Z xb  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 o;C)!  
    1 K',Vw_  
     单光栅分析 |]b/5s;>  
    −通过主窗口“光栅”菜单，可以进入仅针对光栅的特殊评估环境。 io_64K+K  
    −它有助于分析和可视化光栅的衍射特性，例如衍射角度和效率。 < _uv!N  
    {z ~ '  
    SYLkC [0 k  
     系统内的光栅建模 U<byR!qLie  
    e}w!]  
    −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 K%_JQ0`  
    −这样可以对系统内的光栅进行建模，从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。 OZ9j3Q;a$  
     ')~HOCBSE  
    hmk5 1  
    ,W;8!n0  
    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。 1nG"\I5N}  
     (XWs4R.mkb  
    3. 系统中的光栅对准 vbJMgdHFR  
    Q-CVq_\3I  
    m':m`,c!  
     安装光栅堆栈 sM[c\Z]  
    −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）。 ^@eCT}p{  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 WG4|Jf Y  
     堆栈方向  /t P  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 Mt0|`=64  
    |8ZAE%/d  
    u{G6xuPWf  
    g;@PEZk1  
    wO N Qlt  
     安装光栅堆栈 >.>5%  
    - 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）。 'iK*#b8l  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 CKgyv%T5m:  
     堆栈方向 !OemS 7{  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 N`fY%"5U>  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 :g_ +{4  
    -7Wmq[L /  
     cH ?]uu(  
    <{j9|mt  
    e@Y R/I8my  
     横向位置 =z.AQe+   
    −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。 'KG`{K$  
    −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。 V4D&&0&n  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 :{<HiJdp  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 $ E6uA}s  
     通过组件定位选项。 YSmz)YfX9  
    ?c*d z{  
    K*[wr@)u  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     >dY"B$A>  
    *x!5I$~J  
    :#;?dMkTY  
     单光栅分析 iqYc&}k,  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 e{/\znBS%  
     系统内的光栅建模 7ac3N  
    - 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。 !s:|Ddv  
    - 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。 S/aPYrk>6  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 zvWQ&?&o2  
    V;=T~K|)>  
     !b=$FOC>  
    7)#/I  
    5. 光栅级次通道选择 hz|$3*q  
    zQJbZ=5Bu"  
    f5v|}gMAX  
     方向 5+J/Qm8{bb  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 |xOOdy6 )~  
     衍射级次选择 `{":*V   
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。  'M{_S  
    - 并非总是需要考虑所有衍射级，建议仅使用感兴趣的衍射级。 Ws(>} qjy  
     备注 h&{pMmS3,  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 BHYEd}M  
    oR }  
     ~qF9*{~!  
    %;S5_K,  
    6. 光栅的角度响应 =O<BMq{d  
    n:+M Nr  
    t30V_`eQ  
     衍射特性的相关性 ?{'Q}%  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 1C{~!=6#  
    - 对于不同的波长/偏振，衍射效率也不同，并且对于不同的入射角，衍射效率也不相同。 O<*iDd`(e  
    - 为了解决与角度有关的衍射行为，可能需要指定k域中的采样点（等效于角度空间） Ho/5e*X  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。  xMU)  
    DzEixE-  
     ^B/{  
    n 8Fi?/  
    示例＃1：光栅物体的成像 -eya$C  
     JkmL'Zk>:  
    1. 摘要 ZO~N|s6B^  
    ,LvJ'N  
     E^!%m8--  
    o0q{:An_Z  
    → 查看完整应用使用案例     +qdK]RR}  
    ^]kDYhe*Y  
    2. 光栅配置与对准 ;Ba f&xK  
       $f%_ 4 =  
    nC w1H kW  
    -mXEbsm  
     |@ + x9|'W  
    T-MLW=Vu  
     %<klz)!t  
    3. 光栅级次通道的选择 l"Css~^  
    %$08*bAtB7  
     l\eq/yg_  
       vgV0a{u"  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 I4$a#;  
     YG%Zw  
    1. 光栅配置和对准 C5m*pGImG  
    `is6\RH  
     {974m` 5  
    @"6BvGU2s  
    → 查看完整应用使用案例 rpd3Rp  
     6Z3v]X  
    2. 基底处理 +VJl#sc/;  
    &EMm<(.]a  
      QS!b]a3  
    (\G~S 4  
    3. 谐振波导光栅的角响应 wL*z+>5  
    q>Y_I<;'g  
     umi#Se3&  
    xKxWtZ0  
    4. 谐振波导光栅的角响应 (GZm+?  
    :ZUy(8%Wl  
     sbRg=k&Ns  
       rh+OgKi  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 6Cibc .vt  
     P~~RK& +i  
    1. 用于超短脉冲的光栅 Ys\l[$_`*  
    7Kn=[2J5k'  
    L Nj|t)Ov  
    3vy5JTCz~  
    →     查看完整应用使用案例     9Y7 tI3  
    h7g9:10  
    2. 设计和建模流程 <#c2Hg%jh  
    Z*JZ Ubo-Q  
     o;"!#Z 1SJ  
    @x)z" )>  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 1 @/+ c  
    > vgqf>)kk  
     7n#0eska,  
     
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