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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。 I_ mus<sE  
    jW\:+Taq  
     P35DVKS  
    f1MRmp-f'  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 \b"rf697 ,  
    ?8-!hU@QC  
     单光栅分析 'dwT&v]@  
    −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。 Plp.\N%f3  
    −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。 J,yKO(}<C  
    I9S;t _Z<  
    fY!?rZ)$  
     系统内的光栅建模 g#J aw|N  
    m1X7zUCy  
    −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 ! I@w3`  
    −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。 vFVUdxPOw  
     8}  B  
    =%X."i1A  
    4!/JN J  
    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。 U>E: Ub0r  
     1MLL  
    3. 系统中的光栅对准 2tq2   
    m^D'p  
    ~=|}!A(  
     安装光栅堆栈 j>\c > 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）。 ?G,4N<]Nu  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 !DZ=`a?y  
     堆栈方向 egaX[ j r  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 jSY[Y:6md  
    o+a=  
    M~taZt4  
    ENTcTrTn  
    7ftn gBv?  
     安装光栅堆栈 ^PZ[;F40  
    - 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）。 1B~O!']N<  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 =?RI`}vw_H  
     堆栈方向 x0 )V o]r  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 .k,j64 r  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 ED&nrd1P  
    b(*\4n  
     v~nKO?{   
    ku]5sd >b  
    A[Mke  
     横向位置 b>07t!;  
    −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。 3B1\-ry1M  
    −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。 G^c,i5}w  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 Mn0.! J "  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 yLa@27T\A  
     通过组件定位选项。 9M96$i`P  
    Z=JKBoAY  
    C%o|}iv"  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     pR S!  
    ")Fd'&58  
    >. |({;n9  
     单光栅分析 "V|Rq]_+%  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 S<nF>JRJa  
     系统内的光栅建模 F!vrvlD`s  
    - 但是，任何现实的光栅结构都放置在基底上，使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 .WF"vUp  
    - 平面建模考虑了菲涅耳损耗，但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 LDt6<D8,Q  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 @>8(f#S%  
    cgb>Naa<  
     %ih\|jR t  
    xs"i_se  
    5. 光栅级次通道选择 ytcLx77`:  
    'LYDJ~  
    #/G!nN #  
     方向 ^z *0  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 #HcQ*BiF3  
     衍射级次选择 _^<vp  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 R$:-~<O  
    - 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。 scV%p&{a  
     备注 TNu% _ 34  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 q%3VcR$J  
    4E''pW]8  
     gfL :SP8  
    P y'BMk  
    6. 光栅的角度响应 j7P49{  
    uX7L1~s-  
    <-`bWz=+  
     衍射特性的相关性 a ,mgM&yD  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 ~?/7: S  
    - 对于不同的波长/偏振，衍射效率也不同，并且对于不同的入射角，衍射效率也不相同。  Q6 *n'6  
    - 为了解决与角度有关的衍射行为，可能需要指定k域中的采样点（等效于角度空间） ().C  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 Ab$E@H #  
    maa pX/J  
     Y9abRr K  
    cj>@Jx}]M  
    示例＃1：光栅物体的成像 @[^ 3y C#  
     X_PzK'#m  
    1. 摘要 Ijh RSrCv  
    =-dnniKW4  
     3U6QYD55]]  
    !WyJ@pFU^  
    → 查看完整应用使用案例     SqAz((  
    I"]E}nd)  
    2. 光栅配置与对准 \%r#>8c8  
       6C$+D  
    h%j4(v}r{C  
    }w f8y  
     #c|l|Xvq2  
    oCo~,~kTR  
     X "Eqhl<t  
    3. 光栅级次通道的选择 h),;j`PrC  
    AG >D,6Y  
     ~vF*&^4Vh  
       Gr({30"8  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 <(E)M@2  
     q;SD+%tI  
    1. 光栅配置和对准 Q}&'1J  
    3r%v@8)!b  
     &wNr2PHd#  
    l"8g9z  
    → 查看完整应用使用案例 %\it4 r3  
     +aL6$  
    2. 基底处理 9ERdjS  
    q`AsnAzo&  
     >uCO=T,|  
    Z{3=.z{&^=  
    3. 谐振波导光栅的角响应 _3 !s{  
    42 `Uq[5Y  
     .Z 7t E?  
    v0'z''KM!  
    4. 谐振波导光栅的角响应  3B#fnj  
    <,Gjo]z  
     p&}m')  
       `@ Z$+  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 1mV ' ~W  
     &'\-M6GW  
    1. 用于超短脉冲的光栅 # l1*#Z  
    ;zqxDl_  
    qA}l[:F+#  
    T c-fO /0  
    →     查看完整应用使用案例     w[2E:Nj  
    i% 0 qN  
    2. 设计和建模流程 #~Kno@  
    `DSDuJw%  
     ,ig`'U  
    + fvVora  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 JNU9RxR  
    H( LK}[  
     aV f sF|,  
     
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