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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。 p v2u.qg5z  
    fQ^45ulz  
     zl W 5$cC[  
    "Oh(&N:U  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 6-@ X  
    ;{e;6Hq  
     单光栅分析 , LP |M:  
    −通过主窗口“光栅”菜单，可以进入仅针对光栅的特殊评估环境。 'o#ve72z1  
    −它有助于分析和可视化光栅的衍射特性，例如衍射角度和效率。 QJaF6>m  
    :Q\{LBc  
    nSL x1Q  
     系统内的光栅建模 |X6]#&g7  
    hYS*J908  
    −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 /OpVr15  
    −这样可以对系统内的光栅进行建模，从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。 ^uu)|  
     Z[DiLXHL  
    Ed%8| M3  
    "]dNN{Wka  
    两种建模方法通常可以一起使用，如先优化光栅结构本身，然后将其插入系统。 RQZ|:SvV  
     }?pY~f  
    3. 系统中的光栅对准 k{op,n#  
    2sJj -3J  
    IQFt4{aK3  
     安装光栅堆栈 S?bG U8R5  
    −为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 CV~\xYY  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 0{/P1  
     堆栈方向 l;I)$=={=  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 U`D.cEMfH  
    7[wHNJ7)r  
    +6=2B0$ r  
    Gu-*@C:^&  
    LV'@JFT-  
     安装光栅堆栈 LCrE1Q%VP  
    - 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）。 ydCVG,"  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 a sDq(J`sQ  
     堆栈方向 K +oFu%  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 *uAsKU  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 BTXS+mvl  
    eGZX 6Q7m  
     Md9b_&'  
    &95iGL28Q  
    ,r{[lD^  
     横向位置 l:O6`2Z  
    −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。 17Q1Xa  
    −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。 V[R33NYG  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 N`tBDl"ld  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 F)we^'X  
     通过组件定位选项。 6B)3SC  
    cSYW)c|t  
    ,"PKGd]^  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     e Ir|%  
    AnV\{A^  
    IR(6  
     单光栅分析 pSQ)DqW  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 biCX: m+_?  
     系统内的光栅建模 qc}r.'p  
    - 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。  =#N;ZG  
    - 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。 <_HK@E<_HO  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 stDrF1{  
    W ?;kMGW-  
     -e"~UDq`  
    x.rOP_rs  
    5. 光栅级次通道选择 C3n_'O  
    $2uZdl8Rvj  
    &UhI1mi]h  
     方向 3:Aw.-,i\  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 =9UR~-`d\  
     衍射级次选择 J`U\3:b`SP  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 D];%Ey  
    - 并非总是需要考虑所有衍射级，建议仅使用感兴趣的衍射级。 (U"Ub;[7  
     备注 -c-#1_X5  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 EG<YxNX,  
    \atztC{-L>  
     \ltA&}!  
    s)#8>s-  
    6. 光栅的角度响应 Ys@M1o  
    P"dWh;I_  
    \{F{yq(  
     衍射特性的相关性 _jV(Gv'  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 fk%yi[  
    - 对于不同的波长/偏振，衍射效率也不同，并且对于不同的入射角，衍射效率也不相同。 N;cEf7+f  
    - 为了解决与角度有关的衍射行为，可能需要指定k域中的采样点（等效于角度空间） ,wJ#0?  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 I\JJ7/S`t  
    3[kY:5-  
     ^qL2Q*  
    -LF0%G  
    示例＃1：光栅物体的成像 Cx$M  
     +{V"a<D$m  
    1. 摘要 5BvCP   
    _qg)^M6  
     vkdU6CZO  
    !r:X`~\a  
    → 查看完整应用使用案例     x!klnpGp  
    si.A"\bm  
    2. 光栅配置与对准 -!uut7Z|  
       T+z]ztO  
    Yqs N#E3pf  
    ueO&%  
     \Q+9sV 5,[  
    'p=5hsG  
     w%=GdA=  
    3. 光栅级次通道的选择  lv_|ws  
    [6@{^  
     #J. v[bOWQ  
       Z% 3]  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 Sa!r ,l  
     ^,L vQW4  
    1. 光栅配置和对准 csg:# -gE  
    G}aw{Vbg_  
     *vn^ W  
    LG6VeYe|\X  
    → 查看完整应用使用案例 NET?Ep  
     ~b+TkPU   
    2. 基底处理 8X=cGYC#  
    ,}15Cse  
     5'f4=J$Z)  
     laX(?{_  
    3. 谐振波导光栅的角响应 >$=-0?.  
    :'aT 4  
     JzD Mx?  
    <7HVkAa  
    4. 谐振波导光栅的角响应 %u\Oj \8U  
    av>c  
     %"GF+  
       %,$Ms?,n`  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 "0o1M\6Z  
     a.+2h%b  
    1. 用于超短脉冲的光栅 -<kl d+  
    fMe "r*SU  
    aEr<(x !|"  
    O$jj&  
    →     查看完整应用使用案例     =a>a A Z  
    `YTagUq7  
    2. 设计和建模流程 x\t)uM%  
    T'9I&h%\  
     (lbF/F>v  
    1@Dp<Q  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 !g}?x3  
    tydD~a  
     hS]g^S==2h  
     
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