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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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    离线infotek
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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。 ^VEaOKMr  
    4K ]*bF44  
     <{j;']V;  
    Vjd(Z  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 ^<_rE-k  
    KquuM ]5S  
     单光栅分析 yqH9*&KH{  
    −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。 UW1i%u 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。 7\N }QP0"u  
    u$FL(m4  
    y&/bp<Z  
     系统内的光栅建模 <zm:J4&>T  
    qHvU4v  
    −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 cG&@PO]+.  
    −这样可以对系统内的光栅进行建模，从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。 !<out4Mz"  
     ?*.:*A  
    NkoyEa/^[  
    ilyF1=bp  
    两种建模方法通常可以一起使用，如先优化光栅结构本身，然后将其插入系统。 =!)x`1j!S  
     SLNq%7apx  
    3. 系统中的光栅对准 KWM.e1(  
    UC j:]!P  
    m6'9Id-:L  
     安装光栅堆栈 CM7NdK?I  
    −为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 ]^8CtgC  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 i(;.Y  
     堆栈方向 d|8-#.gV  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 ,f@j4*)  
    `q`ah_  
    >cpv4Pgm  
    QNXoAx%I  
    {Us^ 4Xe  
     安装光栅堆栈 \4>w17qng  
    - 为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 xm5?C>vu(  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 K4]#X"  
     堆栈方向 4|\  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 ^nK7&]rK  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 EdTL]Xk  
    |UB)q5I  
     &8yGV i  
    p]<)6sZ  
    `$XB_ o%@  
     横向位置 6=Wevb5YJ  
    −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。 O hRf&5u$  
    −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<Qjc  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 (5CgC <  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 n 83Dt*O  
     通过组件定位选项。 +o'xyR'(  
    3t9CN )*  
    C]fX=~?bGQ  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     VFMn"bYOB  
    1wH6 hN,  
    1k^$:'  
     单光栅分析 KUq7Oa !  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 _CTg")0o  
     系统内的光栅建模 c`&g.s@N\  
    - 但是，任何现实的光栅结构都放置在基底上，使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 .C &kWM&j  
    - 平面建模考虑了菲涅耳损耗，但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 fUfd5W1"  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 NFP h}D  
    E 0l&d  
     ';!-a] N  
    rA^=;?7Q  
    5. 光栅级次通道选择 `.dwG3R  
    kr@!j@j$  
    ;(jL`L F  
     方向 fJ0V|o  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 8aC=k@YE  
     衍射级次选择 V#|/\-@  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 >I<}:=   
    - 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。 IOF!Ra:w  
     备注 8 R7w$3pp\  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 OCJt5#e~A  
    c5uC?b].  
     wjZ Q.T!  
    ,G-  
    6. 光栅的角度响应 XA(.O|VZ  
    u!HX`~q+A  
    >8x)\'w  
     衍射特性的相关性 p|NY.N  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 .o5K X*  
    - 对于不同的波长/偏振，衍射效率也不同，并且对于不同的入射角，衍射效率也不相同。 C9!FnvH  
    - 为了解决与角度有关的衍射行为，可能需要指定k域中的采样点（等效于角度空间）  I{ki))F  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 {0n p  
    Q'!'+;&%  
     )siW c_Z4  
    3$Vx8:Rhdn  
    示例＃1：光栅物体的成像 xpCZlOld  
     r[T(R9k  
    1. 摘要 1RX-`"^+  
    r%WHYhD  
     n*' :,m  
    &j ; 91wEn  
    → 查看完整应用使用案例     0I:5}$+J?  
    :Ny[?jt c  
    2. 光栅配置与对准 "EA =auN{  
       c0HPS9N\  
    Ayv:Pv@  
    Nn-k hl|11  
     5O]ZX3z>  
    ]Hq,Pr_+  
     `B&=ya|bl  
    3. 光栅级次通道的选择 98| v.d  
    R,["w9 8a  
     ~3%\8,0  
       \kf n,m  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 US^%pd  
      - US>].  
    1. 光栅配置和对准 zY@0R`{@p  
    f Ayh9  
     OwPHp&{ Y  
    yB/F6/B~  
    → 查看完整应用使用案例 8z7eL>)  
     QVkji7)ZT  
    2. 基底处理 w1(5,~OB  
    b/JjA  
     iPY)Ew`Im  
    KHx;r@{<  
    3. 谐振波导光栅的角响应 v@ qDR|?^  
    Rq e|7/As  
     ;$1x_ Cb  
    N !ay#V  
    4. 谐振波导光栅的角响应 :xq{\"r  
    ePl+ M  
     :;hX$Qz  
       {oF;ZM'r  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 1JdMw$H  
     $%!06w#u  
    1. 用于超短脉冲的光栅 _ W#Km  
    UWhHzLcXh  
    4M|C>My  
    :?= 1aiS  
    →     查看完整应用使用案例     ahZ@4v  
    ]N0B.e~D  
    2. 设计和建模流程 0bJT0_  
    n9 FA` e  
     ^_ V0irv  
    ;;rx)|\<R  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 {~R?f$}""j  
    z.\\m;s  
     zFipuG02  
     
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