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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。 [TRHcz n  
    M<$a OW0  
     &V"9[0  
     $I}7EI  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 @M=xdZNyJ  
    4C m+xAXG  
     单光栅分析 ;tg9$P<85  
    −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。 $^~dqmE2,  
    −它有助于分析和可视化光栅的衍射特性，例如衍射角度和效率。 ;XAj/6pm  
    J?DJA2o  
    v@n0ma=  
     系统内的光栅建模 !Z(3dtUy  
    xQ~}9Kt\  
    −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 o>~xrV`E  
    −这样可以对系统内的光栅进行建模，从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。 HX}9;O  
     Oc A;+}>  
    )a99@`L\P  
    'z\$.L  
    两种建模方法通常可以一起使用，如先优化光栅结构本身，然后将其插入系统。 P~xP@? I%  
     Ct@OS227x  
    3. 系统中的光栅对准 :$ qa  
    A-S!Z2m\  
    so=Ux2  
     安装光栅堆栈 ,.6)y1!  
    −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）。 | 6/ # H*  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 85gdmla@9  
     堆栈方向 dkUh[yo"H  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 $Jc>B#1  
    h_*!cuH  
    hsCts@R  
    _98 %?0  
    MVDEVq0  
     安装光栅堆栈 ?R#?=<VkG  
    - 为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 fC|NK+Xd`  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 u"hv _ml  
     堆栈方向 SobOUly5{  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 "1I\~]]  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 "fH"U1Bw  
    o%j[]P@4G  
     p#A{.6Pa:  
    QP?eK W9 :  
    caH!(V}6  
     横向位置 6O@/Y;5i  
    −对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时，必须考虑光栅的横向位置。 M?[~_0_J  
    −例如，激光束（紧密地）聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上，效果可能会大不相同。 lX)ZQY:=:  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 ZkA05wPZ#  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 BK *Bw,KQ<  
     通过组件定位选项。 md S`nhb  
    Thc"QIk&4  
    J>w3>8!>7  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     fg?4/]*T6  
    -5X*y4#  
    =sFLzAu8  
     单光栅分析 |i~Ab!*8n  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 e09('SON(  
     系统内的光栅建模 _DD.#YB</  
    - 但是，任何现实的光栅结构都放置在基底上，使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 #t8{z~t3  
    - 平面建模考虑了菲涅耳损耗，但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 a@?2T,$  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 8n2MZ9p]  
    pVN) k  
     6R=dg2tKT  
    }eLnTi{  
    5. 光栅级次通道选择 N.1 @!\z@@  
    ^.?5!9U  
    \""sf{S9  
     方向 ]ucz8('  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 qZ=%r u  
     衍射级次选择 Y;I>rC (  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 \:/~IZdzF  
    - 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。 {];8jdg/?  
     备注 aK+jpi4?  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 0x1#^dII  
    QA"mWw-Ds  
     kD?lMA__  
    *f ;">(`o*  
    6. 光栅的角度响应 F?y4 L9|e  
    i*l-w4D^U  
    `=QRC.b  
     衍射特性的相关性 ]f}#&]<(T  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 :*<UCn""  
    - 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。 }<7S% ?TY  
    - 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） dd> qy  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 BXj]]S2  
    V;-$k@$b.  
     +$SJ@IH[<  
    D *Hy 2eZ.  
    示例＃1：光栅物体的成像 _X/`7!f  
     #[LnDU8>9  
    1. 摘要 uKF)'gj  
    m]"13E0*x  
     r2.f8U  
    Jv[c?6He  
    → 查看完整应用使用案例     ;jZf VRl  
    [G#PK5C  
    2. 光栅配置与对准 }:zTz% _K  
       +[_mSt  
    Ro:DAxi @L  
    E|~)"=  
     D.;iz>_}Y  
    nP5T*-~  
     M[1!#Q><!  
    3. 光栅级次通道的选择 Hsl0|jy(/  
    H5J1j*P<d  
     =Ul{#R z  
       S?BI)shmg  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 umJ!j&(  
     *rH# k?  
    1. 光栅配置和对准 e0 &x?U*/  
    :41Ch^\E  
     b>]MZhLJe  
    <>?7veN92  
    → 查看完整应用使用案例 "'@>cJ=  
     H7Y :l0b  
    2. 基底处理 \:Vm7Zg  
    _GF{Duxh  
     cy{ ado2  
    +> Xe_  
    3. 谐振波导光栅的角响应 57~/QEdy  
    -qNun3  
     ,B8u?{O  
    Gw@]w;ed  
    4. 谐振波导光栅的角响应 -RKqbfmi=  
    }T1.~E  
     Y)*:'&~2e  
       FzM<0FJRX  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 2, R5mL$  
     3-6Lbe9H  
    1. 用于超短脉冲的光栅 C;jV)hr6P  
    H:5- S  
    ~|kSQ7O^  
    =b_/_b$q  
    →     查看完整应用使用案例     ~M Mv+d88  
     {,Z-GJ  
    2. 设计和建模流程 (JI[y"2  
    RIV + _}R  
     Ef2i#BoZ  
    T6^ H%;G  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 !E.CpfaC  
    +DwE~l  
     kPvR ,  
     
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