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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。 }. %s xw  
    'M%5v'$y  
     gM_:l  
    mf*Nr0L;J  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 !p% @Deu  
    b%0BkS*  
     单光栅分析 Hbr^vYs5  
    −通过主窗口“光栅”菜单，可以进入仅针对光栅的特殊评估环境。 0K3Hf^>m  
    −它有助于分析和可视化光栅的衍射特性，例如衍射角度和效率。 3sC: jIp  
    kMe@+ysL  
    |Is'-g!  
     系统内的光栅建模 ]Ti$ztJ  
    aG3k4  
    −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 p~>_T7ze  
    −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。 E\e]K !  
      [y{E  
    _O 52ai><b  
    x*mc -&N  
    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。 T8q[7Zn  
     Z% Z"VoxH  
    3. 系统中的光栅对准 5!:._TcO  
    7jezw'\=~  
    j6X LyeG7  
     安装光栅堆栈 Qg>L,ZO  
    −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）。 ]I XAucI]  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 X\G)81Q.S  
     堆栈方向 wG:$6  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 -><QFJ  
    Dh8(HiXf:  
    CveWl$T12  
    2E$i_jc  
    IuKnM`X  
     安装光栅堆栈 QJM(UfHUD  
    - 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）。 ftW{C1,U7  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 -y<x!61  
     堆栈方向 %QE5<2k  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 \6c8z/O7   
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 `Of[{.Q  
    ,# iZS&  
     US]"4=Zm  
    JB'qiuhab  
    ._K$0U!  
     横向位置 *?b@>_1K  
    −对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时，必须考虑光栅的横向位置。 toN  
    −例如，激光束（紧密地）聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上，效果可能会大不相同。 p9w%kM?  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 Lkp&;+  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 wV %8v\  
     通过组件定位选项。 :D^Y?  
    johmJLC  
    Ku&*`dME  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     1[[TB .xF  
    7n [12:  
    lSs^A@s  
     单光栅分析 IF$^ 0q  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 )j(fWshP  
     系统内的光栅建模 S].Ft/+H  
    - 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。 F42TKPN^uu  
    - 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。 ax;{MfsK  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 _p$"NNFN  
    XzN-slu!  
     &KOO&,  
    (,d/JnP  
    5. 光栅级次通道选择 ,Os7T 1>  
    ]zy~@,\  
    ,?t}NZY&  
     方向 &s2#1  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 A &;EV#]ge  
     衍射级次选择 T&mbXMN  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 \kfcv  
    - 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。 4*YOFU}l  
     备注 @OBHAoz%/  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 nP5d?  
    li1v 4  
     $8EV, 9^U  
    Gmqs`{tc  
    6. 光栅的角度响应 v hR twi  
    `X3Xz!  
    JO}#f+w}  
     衍射特性的相关性 ?'TA!MR  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 XX*'N+  
    - 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。 <[/PyNYK  
    - 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） $hyqYp"/;  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 -qs(2^  
    r94j+$7  
     Dl>*L  
    T-hU+(+hg  
    示例＃1：光栅物体的成像 Wk0>1 rlu  
     T$#FAEz  
    1. 摘要 v&k>0lV, ^  
    M-}j9,oR`  
     rSM$E  
    u-8X$aJ  
    → 查看完整应用使用案例     MT;SRAmUr  
    gcQ.  YP9  
    2. 光栅配置与对准 lNq:JVJ#\r  
       2]?w~qjWm  
    !G+n"-h9'  
    L*kh?PS;  
     P@^z:RS*{  
    M"k3zK,  
     fF8a 1XV  
    3. 光栅级次通道的选择 \f8P`oET~  
    vgUhN_rK  
     P-/XYZ]`  
       ckH$E%j   
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 +Q@/F~1@6@  
     D[?k ,*  
    1. 光栅配置和对准 |V5$'/Y  
    ]+^;vc 1r  
     OqEg{o5 a&  
    m_{%tU;N  
    → 查看完整应用使用案例 NB|RZf9M  
     ~rVKQ-+4&  
    2. 基底处理 */0vJz%<.M  
    v>x {jZkFL  
     [u`17hyX  
    Ov0O#`  
    3. 谐振波导光栅的角响应 ~zXG<}n  
    1qB!RIau  
     FgFJ0fo  
    2<46jJYL'  
    4. 谐振波导光栅的角响应 WH pUjyBP  
    \Owful  
     %a)0?U  
       r`&2-]  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法  kg/+vJ  
     (>!]A6^L~  
    1. 用于超短脉冲的光栅 0)6i~MglY  
    +d6Aw}*  
    |.Y@^z;P3  
    }[=xe(4]D  
    →     查看完整应用使用案例     uQ)JC 7b\  
    @);!x41f  
    2. 设计和建模流程 }skRlC  
    %2rHvF=  
     [9db=$v8$  
    RTPq8S"  
    3. 在不同的系统中光栅的交换  uu WY4j6  
    d'lr:=GQ  
     QoT3;<r}  
     
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