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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。 NbC@z9Q  
    &m|wH4\  
     ;\lW5ZX  
    HvM)e.!  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 r.#t63Rb  
    {) Q@c)'  
     单光栅分析 3H|_mX  
    −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。 89\n;5'f4  
    −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。 &K/ya7  
    qxFB%KqU  
    GG@ md_  
     系统内的光栅建模 '[ C.|)"  
    UVw~8o9s  
    −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 6 G3\=)  
    −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。 LUC4=kk4   
     T9]HGB{  
    KnsT\>[K  
    ]@uE #a:[  
    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。 ZCB_  
     J.ck~;3  
    3. 系统中的光栅对准 GlbySD@  
    Q\cjPc0y  
    JMH8MH*  
     安装光栅堆栈 oo=Qt(#  
    −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）。 A8pIs  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。  ))&;}2{  
     堆栈方向 Hm$=h>rY9[  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 n@U n  
    B>GE 9y5  
    iMs5zf <M  
    du)~kU>l  
    Dh5X/y  
     安装光栅堆栈 $OP7l>KZY  
    - 为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 w:?oTuw  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 \hhmVt@@  
     堆栈方向 >y[oP!-|P  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 L{(QpgHZ  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 ?r?jl;A&  
    ")V130<  
     ^4,a8`  
    (cN}Epi(D  
    B<~ NS)w  
     横向位置 hi0R.V&  
    −对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时，必须考虑光栅的横向位置。 _>9.v%5cs(  
    −例如，激光束（紧密地）聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上，效果可能会大不相同。 | fSe>uVZ  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 L2, 1Kt7  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 |37 g ~  
     通过组件定位选项。 Nkp)Ax&  
    wc!onZX5  
     w~ [b*$  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     xA9:*>+>  
     b^p"|L  
    h=(DX5:A  
     单光栅分析 5g9; +}X;  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 # g_Bx  
     系统内的光栅建模 /w]!wM  
    - 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。 lKlU-4  
    - 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。 NMww>80  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 7c~u=U"  
    FIbp"~  
     3"G>>nC&  
    WHlYo5?  
    5. 光栅级次通道选择 v{9t]s>B  
    %/YcL6o(  
    bks/ `rIA  
     方向 KyzFnVH3)  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 ^b7GH9<&  
     衍射级次选择 1P(|[W1  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 ] Puy!Q  
    - 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。 Gkp< o  
     备注 $2u 'N:o  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 2^)1N>"g  
    I(9R~q  
     !>>f(t4  
    Qu7T[ <  
    6. 光栅的角度响应 ($L Ll;1  
    :OW ;?{ ~j  
    #'q<v"w  
     衍射特性的相关性 XXh6^@H=  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 (XXheC  
    - 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。 ;s~X  
    - 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） .58qL-iC  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 VwEb7v,^0\  
    > ]8a3x  
     Y& F=t/U2  
    P|HKn,ar  
    示例＃1：光栅物体的成像 JXw^/Y$  
     gl]E_%tH  
    1. 摘要 ua OKv.%  
    o,xxh  
     m~dC3}e8/?  
    0d3+0EN{  
    → 查看完整应用使用案例     lt_']QqU  
    ~u.T-0F  
    2. 光栅配置与对准 Z( 9 u<  
       ,:%"-`a%  
    rY p3(k3  
    t w(JZDc  
     0jzbG]pc:E  
    oX4q`rt  
     Gdg)9  
    3. 光栅级次通道的选择 3 E3qd'  
    YOrrkbJ(  
     ?h0X,fl3  
       $ -c!W!H  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 I(S)n+E  
     W;1|+6x  
    1. 光栅配置和对准 FVKW9"AyW  
    ncSFj.}w]  
     *#TYqCc+g  
    w ~ dk#=  
    → 查看完整应用使用案例 (4@lKKiU%H  
     fi+R2p~vs  
    2. 基底处理 &*s0\ 8  
    ?X-)J=XG  
     2jbIW*  
    af |5n><~A  
    3. 谐振波导光栅的角响应 X{^}\,cVtG  
    &h~Xq^  
     St<mDTi  
    7t?*  
    4. 谐振波导光栅的角响应 J|3E-p\o  
    jt@SZI`  
     lKkN_ (/j  
       #UtFD^h  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 q\rC5gk >  
     O8] 'o*<]  
    1. 用于超短脉冲的光栅 fA=#Fzk2  
    c!hwmy;  
    X]loJoM9  
    kSc{^-<R  
    →     查看完整应用使用案例     [DHoGy,P  
    "Pl9nE  
    2. 设计和建模流程 O'GG Ti]e  
    \]9.zlB  
     &3Zy|p4V<  
    azP+GM=i7  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 7n o5b] \  
    WU4UZpz  
     n}mR~YqD  
     
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