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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。 g`n;R  
    qK?$= h.  
     qgx?"$ Z  
    '.Z4 hHX  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 OEnDsIhq  
    0z7L+2#b^  
     单光栅分析 M;KA]fmc  
    −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。 9${Xer'  
    −它有助于分析和可视化光栅的衍射特性，例如衍射角度和效率。 3;-^YG  
    y])).p P  
    ^/dS>_gtHv  
     系统内的光栅建模 tiYOMA  
    1CkdpYjsj  
    −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 B_ k2u  
    −这样可以对系统内的光栅进行建模，从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。 R-  
     X\\7$  
    %v{1# ~u  
    *P!s{i  
    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。  W8]V  
     _9@ >;]  
    3. 系统中的光栅对准 y\'P3ihK  
    R^%e1 KO]  
    _6MdF<Xb/  
     安装光栅堆栈 SdJ/ 4&{ !  
    −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）。 g$FEEDF  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 m!O;>D  
     堆栈方向 26L~X[F  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈  )\ZzTS  
    Cqx v"NN  
    c2*`2qK#  
    /YH`4e5g  
    inAAgW#s}  
     安装光栅堆栈 !tXZ%BP.u  
    - 为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 ~e">_;k6  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 d-B7["z,  
     堆栈方向 q'G,!];qL  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 (UYF%MA}"  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 G[h(xp?,l  
    `uo, __y  
     ]]BOk  
    l&W;b6L  
    WR#0<cz(  
     横向位置 a{'Z5ail  
    −对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时，必须考虑光栅的横向位置。 B=X,7  
    −例如，激光束（紧密地）聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上，效果可能会大不相同。 XiQkrZ  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 Tycq1i^  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 0Fw6Dq<8-!  
     通过组件定位选项。 < g|Z}Y  
    U# JIs  
    z0bJ?~w,  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     +f NvNbtA  
    o.7{O,v  
    F$MX,,4U  
     单光栅分析 3y A2WW  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 EQ<RDhC@b  
     系统内的光栅建模 6!q#x[A  
    - 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。 iv&v8;B  
    - 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。 M4m$\~zf  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 ymN!-x8q>'  
    jrMe G.e=D  
     Bs ;|D  
    tPfFqqT  
    5. 光栅级次通道选择 8K"+,s(%R  
    k2 Q qZxm!  
    xV\5<7qk5g  
     方向 9GLb"6+PK  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 <F=9*.@D   
     衍射级次选择 Anm=*;*M`  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 0N:XIGFa  
    - 并非总是需要考虑所有衍射级，建议仅使用感兴趣的衍射级。 Wu1{[a|  
     备注 *G5c|Y  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 XORk!m|  
    'gso'&Uaj  
     &M />tE Z)  
    !j:`7PT\  
    6. 光栅的角度响应 kAA>FI6  
    OJAIaC\  
    o@bNpflb`  
     衍射特性的相关性 qk/:A+  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 LiQgR 6j  
    - 对于不同的波长/偏振，衍射效率也不同，并且对于不同的入射角，衍射效率也不相同。 xiblPF_n3  
    - 为了解决与角度有关的衍射行为，可能需要指定k域中的采样点（等效于角度空间） ` `U^COD  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 zj{r^D$  
    XT>.`, sv  
     g\SrO {*  
    _<c$)1  
    示例＃1：光栅物体的成像 Cq)IayD@  
     4qi[r)G  
    1. 摘要 6NWn(pZ]p  
    R(Kk{c:-@  
     o=J9  
    a>O9pX  
    → 查看完整应用使用案例     Hu3wdq  
    Ev"|FTI/  
    2. 光栅配置与对准 nC1zzFFJ  
       <^?1uzxH8A  
    yp.[HMRD  
    mEyK1h1G @  
     Kf tgOG f  
    yifY%!@Xu  
     }Z-Z|G)#  
    3. 光栅级次通道的选择 wI B`%V  
    `o]g~AKX  
     #>=j79~  
       RwI[R)k  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 ew _-Eb  
     {--0 z3n>  
    1. 光栅配置和对准 7{@l%jx][  
    uDw.|B2ui  
     1NQbl+w#I  
    $$APgj"|<  
    → 查看完整应用使用案例 %p^.|Me7  
     @yd4$Mv8%  
    2. 基底处理 x<Vm5j  
    ;5-r_D;9  
     )SryDRT  
    RlT3Iz;  
    3. 谐振波导光栅的角响应 0:0NXVYs&  
    7 >iU1zy  
     ;9o;r)9~  
    )^||\G  
    4. 谐振波导光栅的角响应 3pf[M{dG  
    o8e?J\?  
     Q+4tIrd+  
       _Z5Mw+=19  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 7dsefNPb  
     \^I>Q _LU  
    1. 用于超短脉冲的光栅 -7J|l  
    Y!iZW  
    rc&%m  
    xGTP;NT_H  
    →     查看完整应用使用案例     (=D&A<YX  
    t!Sq A(-V  
    2. 设计和建模流程 lL1k.& |5m  
    !*- >;:9B  
     bR@p<;G|  
     :Gm/  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 `u>4\sv  
    X7k.zlH7T  
     l Va &"   
     
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