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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。 =6T 4>rP  
    mT.e>/pa  
     $nPAm6mH  
    R_kQPP  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 e3m*i}K}  
    uk7'K 0j  
     单光栅分析 jbte *Ae  
    −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。 jbmTmh1q  
    −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。 e/s(ojDW  
    $_X|, v9  
    ]}PV"|#K{c  
     系统内的光栅建模 ;#k-)m%  
    r\M9_s8  
    −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 .EP6oKA  
    −这样可以对系统内的光栅进行建模，从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。 " I+p  
     =f7r69I"  
    Is.WZY a  
    P?ep]  
    两种建模方法通常可以一起使用，如先优化光栅结构本身，然后将其插入系统。 =A!S/;z>  
     z/]q)`G  
    3. 系统中的光栅对准 ,FQK;BU!lh  
    & >JDPB?5  
    C"w {\ &R  
     安装光栅堆栈 Pz"`MB<'Ik  
    −为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 t?)pl2!A  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 TMVryb  
     堆栈方向 ,|T7hTn=  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 , c;eN  
    s0W2?!>)  
    z1V#'$_5-  
    Rf"Mr:^  
    4)1;0,tlG  
     安装光栅堆栈 .[s2zI  
    - 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）。 KeBQH8A1N  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 *r,b=8|  
     堆栈方向 MXvXVhCU  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 8cWZ"v  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 UlovXb  
    !?FK We  
     7C,T&g 1:  
    v."Dnl  
    E^Gg '1  
     横向位置 SZ!=`a]  
    −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。 -_^c6!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。 l=P'B @,  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 0@=MOGQb  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 u<tk G B  
     通过组件定位选项。 `NNf&y)y  
    sd0r'jb  
    {rH9grb  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     EeQ5vqU  
    Rm>^tu -  
    +8P,s[0<R_  
     单光栅分析 WE!vSZ3R  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 Tupiq  
     系统内的光栅建模 ~,gXaw  
    - 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。 5\4g>5PD  
    - 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。 0 t.p1  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 SW?p?<  
    2XSHZ|;  
     \FzM4-  
    & eZfQ27$  
    5. 光栅级次通道选择 2%UBw SiqR  
    +5p{5 q(o  
    V64L,u#`l  
     方向  z01>'  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 U8QX46Br  
     衍射级次选择 fys  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 m6n!rRQ^U  
    - 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。 M:SO2Czz  
     备注 VM=+afY5M  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 O/Y)&VG7  
    e 9$C#D> D  
     v90T{1+M|4  
    }=}>9DS M  
    6. 光栅的角度响应 m~l F`?  
    VHUW]8We  
    u=l1s1>  
     衍射特性的相关性 iZ,YxN<R  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 omX?Bl  
    - 对于不同的波长/偏振，衍射效率也不同，并且对于不同的入射角，衍射效率也不相同。 2&(sa0*y  
    - 为了解决与角度有关的衍射行为，可能需要指定k域中的采样点（等效于角度空间） p9ZXbAJ{  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 _%@=Uc6V  
    =!MY4&YX  
     :Ao!ls' =  
    Wsj=!Obc  
    示例＃1：光栅物体的成像 -p,x&h,p  
     :VA.QrKW  
    1. 摘要 qCMl!g'  
     b`mj_b  
     9ptFG]lZ  
    hP@(6X,"  
    → 查看完整应用使用案例     D^F{u Dlb  
    #=e;?w  
    2. 光栅配置与对准 /\d$/~BFi  
       }E^S]hdvz  
    ^s/  
    irBDGT~  
     wdE?SDs  
    g=)J~1&p  
     H^%.=kf  
    3. 光栅级次通道的选择 T6 #"8qz<  
     $6>?;  
     j8,n7!G  
       e_3CSx8Cc  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 w5C*L)l  
     +FFG#6e  
    1. 光栅配置和对准 u62)QJE  
    Kf,-4)  
     VrP}#3I  
    d}I (`%%)  
    → 查看完整应用使用案例 ^C^*,V3  
     (X[2TT3j!  
    2. 基底处理 $A\m>*@  
    8%{q%+  
     < a rZbM  
    QGnxQ{ko  
    3. 谐振波导光栅的角响应 Bo_ym36N  
    -f(/B9}  
     g<*jlM1r  
    zri} h/{  
    4. 谐振波导光栅的角响应 oUDVy_k  
    @)YY\l#  
     /L=(^k=a.;  
       (il0M=M  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 <!^ [~`  
     }E <^gAh}  
    1. 用于超短脉冲的光栅 !3&kQpF  
    ilLBCS}  
    eH>#6R1-  
    jh ez  
    →     查看完整应用使用案例     6)RbPPeE  
    ;]D(33) (  
    2. 设计和建模流程 Dma.r  
    pR o s{Uq"  
     =o dkz}bU  
    ~.tvrx g  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 BuQ|~V  
    Jcf"#u-Q/  
     $+= <(*  
     
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