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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。 3"zPG~fY{  
    Yn[>Y)  
     c~4Cpy^  
    Qu1&$oO  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 O_qwD6s-_  
    /@|iI<|  
     单光栅分析 }S8aR:'  
    −通过主窗口“光栅”菜单，可以进入仅针对光栅的特殊评估环境。 \gA<yz-;N  
    −它有助于分析和可视化光栅的衍射特性，例如衍射角度和效率。 L}CU"  
    8 R%<~fq r  
    hsQDRx%H}  
     系统内的光栅建模 bf@g*~h@  
    {Ef.wlZ  
    −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 uJCp  
    −这样可以对系统内的光栅进行建模，从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。 EcL6lNTR+  
     Lu {/"&)  
    \I:27:iAL  
    ^8EW/$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。 Q 8Hl7__^  
     aoZ| @x  
    3. 系统中的光栅对准 :{N*Z}]  
    &ocuZ -5`  
    } A+ncabm  
     安装光栅堆栈 ZM})l9_o"  
    −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）。 u4IK7[=  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 p @kRo#~l  
     堆栈方向 }2@Z{5sh)  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 z &X l  
    *~g*J^R}  
    -Uy)=]Zae  
    \wD/TLS}  
    n<bU'n  
     安装光栅堆栈 bS;_xDXd  
    - 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）。 W03mdRW  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 *ma w`1  
     堆栈方向 ]}PXN1(  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 Mib .,J~  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 ^7wqb'xg  
    >vp4R`  
     i_Hm?Bi!F  
    triU^uvh  
    e,epKtL  
     横向位置 Et!J*{s  
    −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。 jQ;/=9  
    −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。 cN0 *<  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 :Bmn<2[Y;  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 ttUK~%wSx  
     通过组件定位选项。 \894 Jqh  
    {iX#  
    lwq:0Rj@Q  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     ns%gb!FBJX  
    ;O% H]oN  
    CdF;0A9.3  
     单光栅分析 u0Wt"d-=  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 UP^8Yhdo  
     系统内的光栅建模 mA{?E9W  
    - 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。 ]5jS6 @Vl*  
    - 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。 T8a' 6otc  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 8j;Un]  
    9^W7i]-Z  
     {/]2~!  
    f-enF)z  
    5. 光栅级次通道选择 Q__CW5&'u  
    F*[E28ia&  
    uVUU1@  
     方向 wHbkF#[:i  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 86OrJdD8  
     衍射级次选择 ?OFa Q  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 _K9`o^g%PJ  
    - 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。 sNDo@u7  
     备注 e&;e<6l&{  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 J)YlG*  
    4%J0e'iN  
     y017 B<Ou  
    :oZ<[#p"*  
    6. 光栅的角度响应 DLrV{8%W  
    ~D9Cu>d9  
    20V~?xs~  
     衍射特性的相关性 2{&A)Z!I  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 :awkhx  
    - 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。 t`z"=S  
    - 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） Mpojabsh  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 /eQAGFG  
    !^% 3  
     d <}'eBT'  
    \Ip)Lm0  
    示例＃1：光栅物体的成像 Cjf[]aNJe`  
     'hjEd.  
    1. 摘要 oIE 1j?  
    gS'{JZu2  
     fB3Jp~$  
    Ma|4nLC}  
    → 查看完整应用使用案例     `[sFh%:  
    *)Qv;'U=rn  
    2. 光栅配置与对准 %*gf_GeM  
       X} k;(rb  
    !d N[9}  
    G x[ZHpy;  
     W<)P@_+-  
    0(7 IsG=t  
     '(5GR I<  
    3. 光栅级次通道的选择 m=01V5_  
    BX?DI-o^h  
     *DPX4 P  
       *SNdU^!  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 3^UdB9j;  
     n)kbQ]  
    1. 光栅配置和对准 ~</FF'Xz  
    N]+6<  
     vUpAW[[  
    M- ^I!C  
    → 查看完整应用使用案例 &'z_:Wm  
     zTg\\z;  
    2. 基底处理 AT"gRCU$4  
    3s%?)z  
     ""-wM~^D  
    Ks%0!X?3q  
    3. 谐振波导光栅的角响应 dTg`z,^F  
    [ \_o_W  
     TwkT|Piw S  
    DO: ,PZX  
    4. 谐振波导光栅的角响应 |R9Lben',  
    kG>jb!e@(  
     GY]P(NU  
       ^ #:;6^Su  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 +Y 7M7  
     +5zXbfO  
    1. 用于超短脉冲的光栅 )=~&l={T  
    0zr27ko  
    D^6*Cwb  
    w<9rTHG8,  
    →     查看完整应用使用案例     O@Aazc5K  
    .C^P6S2oJ  
    2. 设计和建模流程 z(\a JW  
    *E/Bfp1LIe  
     $f =`fPo  
    !zE{`H a~  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 yvB]rz} i  
    RAO+<m  
     >-MnB  
     
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