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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。 LX e{  
    =>Vo|LBoe  
     &Z_W*D  
    b:Lp`8Du  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 5uK:f\y)l  
    n\}!'>d'  
     单光栅分析 SLL%XF~/Sb  
    −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。 &j,rq?eh$  
    −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。 Gw*n,*pz  
    /lSz8h2  
    <LDVO'I0 !  
     系统内的光栅建模 yAoJ?<4^W  
    @8TD^ub  
    −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 pq6}q($Rk  
    −这样可以对系统内的光栅进行建模，从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。 8oG0tX3i  
     +Eh1>m  
    =N`"%T@=  
    2l#Ogn`k  
    两种建模方法通常可以一起使用，如先优化光栅结构本身，然后将其插入系统。 BF2,E<^A  
     rLNo7i  
    3. 系统中的光栅对准 udDhJ?  
    N.C<Mo  
    w4 <FC$  
     安装光栅堆栈 tFL/zqgm  
    −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）。 (b Q1,y  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 ^WP`;e  
     堆栈方向 *ta ``q  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 pGz-5afL  
    w: ~66 TCI  
    a&~d,vC  
    U(DK~#}  
    @gQ{*dN  
     安装光栅堆栈 {%xwoMVc+  
    - 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）。 pq7G[  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 ~k?7XF I  
     堆栈方向 :3$WY<  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 _h!OGLec  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 NH$a:>  
    NyI0 []z  
     S1&mY'c  
     k'X v*U  
    W XDl\*n  
     横向位置 bR6.Xdt.n  
    −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。 Yjv}@i"  
    −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。 {wRsV=*  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 7.$0LN/a!Z  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 );V6YE  
     通过组件定位选项。 zME75;{  
    nVV>;e[  
    o ^L 3Xiv  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     g4(B=G\j  
    /=A?O\B7  
    s@K)RhTY  
     单光栅分析 +M!f}=H  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 T>s~bIzL*e  
     系统内的光栅建模 Io*`hA]  
    - 但是，任何现实的光栅结构都放置在基底上，使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 @dQIl#  
    - 平面建模考虑了菲涅耳损耗，但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 08{0i,Fs  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 qz"di~7  
    bl NJ  
     2`I" QU  
    &U ]L@ ]x  
    5. 光栅级次通道选择 ciVN-;vi  
    ik)T>rYg0  
    MW8GM}Ho[  
     方向 0Lmq?D  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 7{=/rbZT?  
     衍射级次选择 T1jAY^^I  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 g-"@%ps  
    - 并非总是需要考虑所有衍射级，建议仅使用感兴趣的衍射级。 L\}o(P(  
     备注 Z`<S_PPz  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 Y%y=  
    U|. kAI*  
     1@sy:{ d`  
    <QFT>#@T  
    6. 光栅的角度响应 ^WQ.' G5Q  
    p/L|;c  
    .dX ^3  
     衍射特性的相关性 awh<CmcZ  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 OAO|HH  
    - 对于不同的波长/偏振，衍射效率也不同，并且对于不同的入射角，衍射效率也不相同。 "n3r,  
    - 为了解决与角度有关的衍射行为，可能需要指定k域中的采样点（等效于角度空间） WzZ<ZCHm  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 Ya{$:90(4  
    Bee`Pp2  
     esU9  
    @dei} !e  
    示例＃1：光栅物体的成像 =V~p QbZ  
     2\80S[f  
    1. 摘要 t=o2:p6&  
    &SuWmtq  
     jsB%RvX  
    q ww*  
    → 查看完整应用使用案例     z5`AJrj%  
    ){^o"A?-:  
    2. 光栅配置与对准 /W\@/b,  
       4FUY1p  
    zLEl/yPE  
    ;Gixu9u'  
     jez=q  
    hB/4.K]8  
     :b t;DJ@  
    3. 光栅级次通道的选择 h=h4`uA9  
    2GeJ\1k  
     & -L$B  
       B8A-|S!,U  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 A)6xEeyR  
     :Z)a&A9v  
    1. 光栅配置和对准 %;S T7  
    ;PM(q<@\  
     ?5'EP|<  
    'w//d $+G_  
    → 查看完整应用使用案例 cW%QKdTQY0  
     tDw(k[aK@  
    2. 基底处理 NMJX `  
    +I~`Ob  
     u~b;m  
    CVUA7eG+  
    3. 谐振波导光栅的角响应 %-9?rOr  
    9O(vh(C  
     _yx~t  
    s'$5]9$S  
    4. 谐振波导光栅的角响应 |T`ZK?B+u  
    }-`N^  
     9ZXkuP9vm  
       \e)>]C}h  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 1f}YKT  
     @6["A'h  
    1. 用于超短脉冲的光栅 HKB?G~  
    .,({&L  
    H){}28dX  
    RBOb/.$  
    →     查看完整应用使用案例     M~/Pk7CC  
    1`6kc9f.  
    2. 设计和建模流程 |:7 ^  
    K Eda6zZH  
     M[eq)a$  
    l<3X:)  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 WZ@hP'Zc  
    UTWchh  
     "rl(%~Op  
     
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