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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。 @#W4?L*D  
    c\rP -"C  
     Qu'#~#L`  
    kBC$dW-  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 l\AdL$$Mb  
    2Ul8<${c{  
     单光栅分析 ,GVX1B?  
    −通过主窗口“光栅”菜单，可以进入仅针对光栅的特殊评估环境。 wt9f2  
    −它有助于分析和可视化光栅的衍射特性，例如衍射角度和效率。 NV/paoyx:*  
    Pb T2- F_  
    ;Krs*3 s  
     系统内的光栅建模 /P9fcNP{y  
    PbvA~gm  
    −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 [c1Gq)ht  
    −这样可以对系统内的光栅进行建模，从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。 yZp/P%y  
     o@360#njF  
    .J @mpJdY  
    7w9'x Y  
    两种建模方法通常可以一起使用，如先优化光栅结构本身，然后将其插入系统。 Gq[5H(0/c  
     ALF21e*n  
    3. 系统中的光栅对准 ^}vf  
    WO%pX+PoH  
    <Bn0wr8)\  
     安装光栅堆栈 [+b8 !'|&  
    −为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 G/3T0d+-  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 7n84`|=  
     堆栈方向 s Adb0 A  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 SOsz=bVx  
    *u|1Z%XO  
    ~V?z!3r-)  
    (r?hD*2r  
    OYWHiXE6]  
     安装光栅堆栈 1@LUxU#Uu$  
    - 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）。 s1[.L~;J  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。  ^ b5+A6?  
     堆栈方向 9wf"5c  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 .UX4p =  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 v8C($<3%  
    -"H$ &p~  
     lcpiCZ  
    7;TMxO=bra  
    ( 6zu*H)  
     横向位置 &J9 + 5L8  
    −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。 u Uq= L  
    −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。 SnUR?k1  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 abS~'r14  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 & uwOyb  
     通过组件定位选项。 7>r[.g  
    cQd?,B3#F  
    T ?A3f]U  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     l+y;>21sTu  
    )AcevEHB  
    C`qV+pV  
     单光栅分析  ydY( *]  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 J1gnR  
     系统内的光栅建模 *(vh|  
    - 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&x\@p9  
    - 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。 8#,_%<?UVy  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 @C=gMn.E  
    *6u2c%^  
     |XQ_4{  
    7J6Z?  
    5. 光栅级次通道选择 +CSv@ />3  
    gWjr|m<  
    ~bzac2Rp  
     方向 NB^Al/V@  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。  yoe@]c=  
     衍射级次选择 >tMI%r  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 oXk6,b"  
    - 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。 =tA;JB  
     备注 ~9k E.  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 "G*$#  
    WO!OaC?+B,  
     "D4% A!i  
    9qGba=}Ey  
    6. 光栅的角度响应 w9"~NK8xzM  
    WQ:Y NmQ1p  
    Zi\ex\ )5  
     衍射特性的相关性 g__s(  IJ  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 !L9]nO 'BL  
    - 对于不同的波长/偏振，衍射效率也不同，并且对于不同的入射角，衍射效率也不相同。 :?ZrD,D  
    - 为了解决与角度有关的衍射行为，可能需要指定k域中的采样点（等效于角度空间） ]^wr+9zd  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 @\oZ2sB  
    |Go$z3bx  
     [x=(:soEqC  
    >e.KD) qA  
    示例＃1：光栅物体的成像 w03Ur4>T  
     X+u1p?  
    1. 摘要 !vK0|eV3  
    R@Gll60  
     >P}XCAU  
    y|0/;SjV  
    → 查看完整应用使用案例     ofz?L#:2  
    #E\6:UnT  
    2. 光栅配置与对准 D ZZRu8~  
       sc# EL~  
    - 3PLP$P  
    )~"0d;6_  
     }$uwAevP{y  
    1#AxFdm1  
     %2\Pe 2Z  
    3. 光栅级次通道的选择 VhMVoW  
    ~d\V>  
     l:/x &=w  
       rp1+K4]P  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 [wQJVYv  
     &AeNrtGu  
    1. 光栅配置和对准 #k>A,  
    &e*@:5Z:k  
     ;+o6"ky5  
    DVg$rm`  
    → 查看完整应用使用案例 4 eSFpy1  
     $txF|Fj]^A  
    2. 基底处理 7D 3-/_v  
    rADzJ#CU \  
     fF#Fc&B  
    5X5UUdTM  
    3. 谐振波导光栅的角响应 {;u+?uY  
    Pn@DHYP  
     JwWxM3(%t  
     [Ne'2z  
    4. 谐振波导光栅的角响应 /S~ =qodS  
    FK-q-PKO#.  
     %" l;  
       ;9ChBA  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 |:2B)X  
     2cGiE{  
    1. 用于超短脉冲的光栅 9OY ao  
    x7i<dg&  
    {%y|A{}c  
    uT<<G)v)  
    →     查看完整应用使用案例     -rgdKA@)(  
    O%F*i2I:+k  
    2. 设计和建模流程 yn<J>e  
    Ix@B*Xz:`  
     &u6n5-!v  
    0mmHN`<  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 BxQ,T@  
    CM[83>  
     WT1y7+_g(d  
     
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