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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。 Mq#Hi9SKY  
    $6 4{Ff  
     F'JT7# eX  
    ['3E'q,4&  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 0sCWIGU W  
    $FZcvo3@*S  
     单光栅分析 CdtCxy5  
    −通过主窗口“光栅”菜单，可以进入仅针对光栅的特殊评估环境。 ~aXJ5sY"f&  
    −它有助于分析和可视化光栅的衍射特性，例如衍射角度和效率。 t[AA=  
    q%,y66pFr  
    ;hh.w??  
     系统内的光栅建模 Ag&K@%|*  
    ~4xn^.w  
    −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 CBz=-Xr  
    −这样可以对系统内的光栅进行建模，从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。 v] m`rV8S[  
     kL<HGQt  
    {s6hi#R>  
    {!!8 *ix  
    两种建模方法通常可以一起使用，如先优化光栅结构本身，然后将其插入系统。 `(6cRT`Wp  
     P0k.\8qz  
    3. 系统中的光栅对准 .B'ws/%5\  
    ih |&q  
    @4Q /J$  
     安装光栅堆栈 xqauSW  
    −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）。 -MORd{GF  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 Xo6zeLHO  
     堆栈方向 nB/`~_9  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 rqKK89fD'  
    ]O0u.=1k  
    H29vuGQjq  
    #RKd >ig%  
    e2pFX?  
     安装光栅堆栈 Digx#'#jf  
    - 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）。 3FMYs&0r4  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 =Ew77  
     堆栈方向 kovJ9  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 zy|h1 .gd  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 8~O0P=  
    \VypkbE+  
     }C$D-fH8sW  
    O:8Ne*L`D  
    0W~1v  
     横向位置 G'wyH[ d/  
    −对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时，必须考虑光栅的横向位置。 3-)R'  
    −例如，激光束（紧密地）聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上，效果可能会大不相同。 dl6Ju  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 ;{0%Vp{  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 IBW-[lr7  
     通过组件定位选项。 \{qtdTd  
    9"}5jq4*  
    kPO+M~+n  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     AE Abny q  
    aPX'CG4m  
    &G?w*w_n  
     单光栅分析 h dqr~9  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 F'@ 9kdp  
     系统内的光栅建模 =%B}8$.|  
    - 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。 urQ<r{$x0  
    - 平面建模考虑了菲涅耳损耗，但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 :w7?]y6~S  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 7dOpJjv?)  
    we kb&?  
     (^]3l%Ed  
    d^0-|sx  
    5. 光栅级次通道选择 474 oVdGx  
    +=*ND<$n/E  
    }{[JS=A^  
     方向 9Fg:   
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 )r(e\_n  
     衍射级次选择 %H3 iX^}*  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 }^*`&Lh  
    - 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。 3~LNz8Z*  
     备注 X<f4X"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 : z\||f  
    H)Z$j&S{  
     m]}EVa_I`/  
    7Oi<_b  
    6. 光栅的角度响应 TeyFq0j@'  
    OUN"'p%%  
    KXBTJ&  
     衍射特性的相关性 2<d'!cm  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 l(}l([rdQ  
    - 对于不同的波长/偏振，衍射效率也不同，并且对于不同的入射角，衍射效率也不相同。 6H0aHCM  
    - 为了解决与角度有关的衍射行为，可能需要指定k域中的采样点（等效于角度空间） -WGlOpg0;  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 GY"c1 KE$  
    EH'eyC-B<  
     2/x~w~3U  
    Wxi;Tq9C@_  
    示例＃1：光栅物体的成像 ] ^J  
     (.b!kfC  
    1. 摘要 0QEcJ]Qb8  
    yP34h*0B  
     :\%hv>}|  
    $-(lp0\*  
    → 查看完整应用使用案例     ]#rN z"  
    WY26Iq@C  
    2. 光栅配置与对准 ?gjkgCbC#  
       &0{&4,  
    @k/|%%uP  
    y4H/CH$%  
     -tp3qi  
    \#gguq?[  
     y-Lm^ GW4  
    3. 光栅级次通道的选择 CYM>4C~>JW  
    v(,YqT>q@U  
     F'ez{ B\AX  
       q^L"@Q5;  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 tw] l  
     khQ fLA  
    1. 光栅配置和对准 q~{O^,4S  
    WISK-z  
     JYLAu4s6  
    drp< f1`l8  
    → 查看完整应用使用案例 59V8cO+qH  
     .{(gku>g(  
    2. 基底处理 F#RtU :R  
    =n;LP#(h?  
     H8E#r*"-m  
    dX-j3lM:#  
    3. 谐振波导光栅的角响应 ;U?323Z  
    i3>_E <"9  
     vI(CX]o  
    nr&9\lG]G  
    4. 谐振波导光栅的角响应 '1Ex{$Yk  
    \3x+Z!  
     =$_kkVQ$  
       "a<:fEsSE  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 U:|:Y=O?Q  
     M0]J `fL@  
    1. 用于超短脉冲的光栅 /5Yl, P  
    04a@  
    Z[kVVE9b?  
    i1Y<[s  
    →     查看完整应用使用案例     O44Fj)  
    |"}rC >+  
    2. 设计和建模流程 ]zI*}(adu  
    9zpOp-K6  
     :GM3n$  
    l_ LH!Tu  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 6dRvx;d  
    p<B*)1Tj0  
     - R`nitf  
     
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