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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。 P2ySjgd  
    p?Ux1S  
     gF9GU5T:  
    s'tXb=!HO  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 &0* l:uw  
    y /8iEs  
     单光栅分析 \l0!si  
    −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。 h{HpI 0q4  
    −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。 +-t&li%F  
    .3+ 8Ip#z  
    o}waJN`yI  
     系统内的光栅建模 p79QEIbk=  
    a>#$&&oQ0  
    −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 5<GeAW8ns]  
    −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。 G1X73qoHT<  
     cJm},  
    B;Z _'.i,d  
    Q!-"5P X  
    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。 l8M}82_  
     3k_\ xQ  
    3. 系统中的光栅对准 N>L)2WKFT  
    #l) o<Z  
    ,?K5/3ss  
     安装光栅堆栈 [xfg6  
    −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）。 A Ef@o+A  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 }3 ~*/30V  
     堆栈方向 V=1yg24B<  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 Qe7 SH{  
    7Fa<m]k  
    U\{I09@E 0  
    ^|U5@u_  
    y4n~gTo(?  
     安装光栅堆栈 F-~Xbz%  
    - 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）。 ~nj+" d]  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 G_5NS<JE"S  
     堆栈方向 4vH.B)S-  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 OBPiLCq  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 y2C/DyuAY|  
    1T3YFt@&I  
     N4 _V  
    J= DD/Gp  
     & *&  
     横向位置 qSVg.<+  
    −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。 Od]wh  
    −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。 Q[Tbdc%1EG  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 ui^v.YCMI  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 K;f=l5  
     通过组件定位选项。 ]0p*EB=C*  
    ~U4;YlQP  
    OoAZ t  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     VzFzVeJ  
    xm<sH!,j  
    E!>l@ ki  
     单光栅分析 x\(yjNZH  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 p WKpc  
     系统内的光栅建模 7m 9T'  
    - 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。 =0mGfT c  
    - 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。 Jc9^Hyqu&  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 >z8y L+  
    wsCT9&p  
     CQ%yki  
    ^TY8,qDA  
    5. 光栅级次通道选择 A}n5dg0u  
    c\eT`.ENk  
    mc5$-}1V,  
     方向 1^=[k  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 :!gzx n  
     衍射级次选择 s}Sxl0  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 L`Q9-#Y  
    - 并非总是需要考虑所有衍射级，建议仅使用感兴趣的衍射级。 I*i$!$Bx2  
     备注 bk-aj'>+  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 6NqLo^ "g  
    2$%0~Z5  
     CU(W0D  
    gIXc-=Ut  
    6. 光栅的角度响应 38q0iAH  
    ()i!Uo  
    su]ywVoRT  
     衍射特性的相关性 (vf5qF^  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 5B=Wnau  
    - 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。 TMQu'<?V  
    - 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） ?rH=<#@  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 |k9A*7I  
    RJI*ZNb A  
     OL"So u4  
    DK;/eZe  
    示例＃1：光栅物体的成像 ;R?9|:7  
     0H{0aQQ  
    1. 摘要 (gv ~Vq  
    { e %  
     "ae55ft//  
    Swz1RT  
    → 查看完整应用使用案例     CSooJ1Ep~'  
    RsDI7v  
    2. 光栅配置与对准 -0doL ^A  
       NeyGIEP  
    i(c'94M  
    7u^6`P  
      0-+`{j  
    8Lpy`He  
     7e"(]NC84  
    3. 光栅级次通道的选择 9?W38EF  
    a[8_ O-   
     5+O#5" v_  
       2WOdTM{u  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 ?Xo9,4V1  
     _n{6/  
    1. 光栅配置和对准 K~WwV8c9;  
     OkO"t  
     y6?Q5x9M  
    c(AjM9s  
    → 查看完整应用使用案例 /aJl0GL4!  
     i9)y|  
    2. 基底处理 `czXjZE  
    ()>\D  
     MU&5&)m  
    Ck.GN<#-^P  
    3. 谐振波导光栅的角响应 9H3#8T] ;  
    1|cmmUM-'v  
     Gf'V68,l$  
    ]@ [=FK^  
    4. 谐振波导光栅的角响应 ^J~}KOH  
    hoeTJ/;dm  
     D\V}Eo';6  
       1 )j%]zd2  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 =8dCk\/  
     g}qK$>EPS  
    1. 用于超短脉冲的光栅 D0k7)\puQ  
    +TAm9eDNV  
    +dh]k=6  
    >k\*NW  
    →     查看完整应用使用案例     km<~H w>Z  
    C.(ZXU7  
    2. 设计和建模流程 3nK'yC  
    G%kXr$?W  
     KQ9:lJKr  
    `g :<$3}  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 l2`8]Qr   
    d) o<R;F  
     rjR  
     
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