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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。 zXbTpm  
    ok-sm~bp  
     h}q+Dw.i  
    nvu|V3B0  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 k1$|vzMh  
    %a8'6^k  
     单光栅分析 UmiW_JB  
    −通过主窗口“光栅”菜单，可以进入仅针对光栅的特殊评估环境。 iWCN2om  
    −它有助于分析和可视化光栅的衍射特性，例如衍射角度和效率。 s]5wzbFO  
    | (v/>t  
    gO*cX&  
     系统内的光栅建模 89`AF1  
    ^5 F-7R8Q  
    −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 8BE OE<  
    −这样可以对系统内的光栅进行建模，从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。 x@v,qF$K  
     _AI2\e  
    vFL3eu#  
    }s}b]v  
    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。 udp&U+L  
     >]T(}S~  
    3. 系统中的光栅对准 /'TzHO9_`  
    fS1N(RZ 1  
    (66X  
     安装光栅堆栈 &^ =t%A%#  
    −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）。 dvyE._/v  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 V,|l&-  
     堆栈方向 o7/_a/  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 ;l4rg!r(S  
    ^zs CF0  
    EVgn^,  
    "!p#8jR^  
    S &s7]  
     安装光栅堆栈 =bN[TD  
    - 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）。 o$d; Y2K  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 &r~~1BnpHm  
     堆栈方向 jt Q2vJ-  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 6x*ImhQ.J  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 %[lX  H  
    Jc`LUJT  
     cX7xG U  
    kVkV~  
    %j2YCV7  
     横向位置 &m>`+uVBP  
    −对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时，必须考虑光栅的横向位置。 &oTSff>p}  
    −例如，激光束（紧密地）聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上，效果可能会大不相同。 AJt0l|F  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 IJS9%m#  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 4)JrOe&k  
     通过组件定位选项。 4{CVBowi  
    \dIIZSN  
    0u'2f`p*  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     C~'}RM  
    ^5=}Y>EJO  
    Y<w2_+(  
     单光栅分析 }4cLU.L8O  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。  B*Hp  
     系统内的光栅建模 pA(@gisg  
    - 但是，任何现实的光栅结构都放置在基底上，使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 D?@330'P9C  
    - 平面建模考虑了菲涅耳损耗，但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 0x[vB5R  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 J24UUZ9&$  
    MCL?J,1?r  
     ua`2 & ;T=  
    3z\:{yl  
    5. 光栅级次通道选择 Z7k {7  
    wbd>By(T1  
    7k+UCi u>  
     方向 qFe|$rVVIl  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 q6H90Zb  
     衍射级次选择 +s1+;VUs3  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 -$dnUXFsj[  
    - 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(mh',  
     备注 bi#o1jR  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 :#d$[:r#  
    6dC!&leNi  
     $w+g%y)  
    UbY-)9==  
    6. 光栅的角度响应 bC?t4-W  
    {Swou>X4  
    T=;'"S  
     衍射特性的相关性 > ^n'  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 C*kZ>mbc  
    - 对于不同的波长/偏振，衍射效率也不同，并且对于不同的入射角，衍射效率也不相同。 a(d'iAU8^  
    - 为了解决与角度有关的衍射行为，可能需要指定k域中的采样点（等效于角度空间） <MT_zET  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 kRSu6r9  
    xx!o]D-}  
     d /Zt}{  
    &vdGKYs 6  
    示例＃1：光栅物体的成像 I0m/   
     5_G7XBvD/w  
    1. 摘要 k5g\s9n]  
    )bi*y`UM]  
     #mx;t3ja7  
    <| Xf4.  
    → 查看完整应用使用案例     ,0lRs   
    N5%~~JRO  
    2. 光栅配置与对准 rIW`(IG_  
       84)S0Y8w  
    cO)GiWE  
    HmbTV(lC  
     ?kE2 S6j5  
    <mrLld#_:C  
     w V2 7  
    3. 光栅级次通道的选择 }-: d*YtK  
    P*I\FV  
     N4)& K[  
       I>L lc Y  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 2[j|:Ng7  
     wpx,~`&  
    1. 光栅配置和对准 W=I%3F_C"R  
    z7HC6{g%X  
     /\ ~{  
    -_>c P  
    → 查看完整应用使用案例 %b@>riR(y  
     4sNM#]%|  
    2. 基底处理 d 'x;]#S  
    "pMXTRb  
     8Q#&=]W$  
    uZ<Bfrc  
    3. 谐振波导光栅的角响应 OK3B6T5w=  
    2kCJqyWy  
     m_\CK5T_  
    YJ rK oK}  
    4. 谐振波导光栅的角响应 //H+S q66  
    >%Y.X38Z[  
     Og30&a!~F  
       #z~D1Zl  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 YwB 5Zqr  
     .}Bb :*@  
    1. 用于超短脉冲的光栅 K8284A8v  
    "=4=Q\0PT  
    ^Ud`2 OW;2  
    G!0|ocE}  
    →     查看完整应用使用案例     D=9x/ ) *G  
    Rg0\Ng4|G  
    2. 设计和建模流程 RoJ&dK  
    BN#^ /a-  
     ~@itZ,d\  
    szmjp{g0  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 G=yQYsC$  
    ~)oC+H@{  
     LoBKR c2t  
     
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