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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。 YMd&+J`  
    $Da^z[8e  
     75HL  
    m0"\3@kB  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 rZv+K/6*M  
    (AYS>8O&  
     单光栅分析 /z5lxS@#  
    −通过主窗口“光栅”菜单，可以进入仅针对光栅的特殊评估环境。 abnd U,s  
    −它有助于分析和可视化光栅的衍射特性，例如衍射角度和效率。 OKVYpf  
    *PEuaRDN  
    Q(6(Scp{  
     系统内的光栅建模 lo:~~l  
    Om  
    −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 VZoOdR:d  
    −这样可以对系统内的光栅进行建模，从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。 bEKLameKv  
     nS4S[|w"  
    q1Sm#_7  
    )mdNvb[*n  
    两种建模方法通常可以一起使用，如先优化光栅结构本身，然后将其插入系统。 to 6Q90(  
     (do=o&9p m  
    3. 系统中的光栅对准 ^mpB\D)q  
    ?m1$*j  
    Yk Pt*?,P/  
     安装光栅堆栈 ai4^NJn  
    −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）。 \<B6>  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 m!60.  
     堆栈方向 SWb5K0YRn  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 )y W_O:  
    ]F;]<_  
    2H[a Y%1T  
    Z!reX6  
    >` QX xTn  
     安装光栅堆栈 !d .>r 7w  
    - 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）。 ]4mj 1g&C  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 G3+a+=e  
     堆栈方向 ;|QR-m2/  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 QV$dKjMS  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 q&Wwt qc9  
    RCYbRR4y  
     uk  f\*  
    j#P4Le[t  
    9Fx z!-9m  
     横向位置 t[,T}BCy.  
    −对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时，必须考虑光栅的横向位置。 YO$b#  
    −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。 &6=ZT:.6Te  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 YwWTv  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 K)UOx#xe1  
     通过组件定位选项。 %@93^q[\2  
    j :Jdwf  
    ?{,)XFck  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     h_G|.7!  
    dG>Wu o  
    C$G88hesn  
     单光栅分析 -^Km}9g  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 u6I0<i_KZ  
     系统内的光栅建模 /{ MH'  
    - 但是，任何现实的光栅结构都放置在基底上，使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 JS?l?~  
    - 平面建模考虑了菲涅耳损耗，但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 <VR&= YJ  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 h;UdwmT  
    GdeR#%z  
     N|d.!Q;V.y  
    u$,Wyi )L  
    5. 光栅级次通道选择 _AHB|P I  
    9Q7cUoxY  
    /\uH[[s  
     方向 40d9/$uzh  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 [-Tt11  
     衍射级次选择 \BcJDdL  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 :G=1$gb  
    - 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。 wQrPS  
     备注 2]RH)W86;  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 lPQ Ut!xI  
    <T.#A8c  
     4f[M$xU&h  
    UH,4b`b  
    6. 光栅的角度响应 0R5^p  
    -5,y 1_M  
    _ KhEwd  
     衍射特性的相关性 VBsFT2XiL  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 [xs)u3b  
    - 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。 -KJ!  
    - 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） 2\CkX  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 \ [^) WQ  
    @uM3iO7&  
     t"bPKFRy9E  
    >;&V~q:di  
    示例＃1：光栅物体的成像 S}p&\w H  
     031.u<_  
    1. 摘要 [F V=@NI  
    )>X|o$2  
     0m YZ7S5g  
    xBE RCO^  
    → 查看完整应用使用案例     %f> |fs  
    Up/u|A$0V  
    2. 光栅配置与对准 cwWSNm|  
       73s3-DS,  
    -2jBs-z  
    Zc\h15+P  
     CMxjX  
    X6N]gD  
     $L&9x3+?Kg  
    3. 光栅级次通道的选择 xX&>5 "  
    E%2!C/+B  
     EO 9kE.g  
       <j1d~XU}  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 lfpt:5a9&  
     Eagmafu  
    1. 光栅配置和对准 z Jo#3  
    At[n<8_|  
     Va/@#=,q]  
    o S:vTr+$  
    → 查看完整应用使用案例 ekl? K~  
     R!V5-0%  
    2. 基底处理 peTO-x^a-  
    U3|&Jee  
     C>`.J_N  
    w1"gl0ga$  
    3. 谐振波导光栅的角响应 */5<L99v  
    !8"$d_=h  
     |!xfIR>=F  
    ]dGr1 ncu  
    4. 谐振波导光栅的角响应 n2y/zP>TC  
    /!{A=N  
     8F`BJ6='  
       +zVcOS*-  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 4Fr7jD,#k  
     EDgob^>  
    1. 用于超短脉冲的光栅 =@1R ozt  
    Z*)y.i`  
    74}eF)(me  
    B~_,>WG  
    →     查看完整应用使用案例     mOz&6T<|  
    5}d/8tS  
    2. 设计和建模流程 HV$9b~(  
    lEyG9Xvi  
     q(jkit~`A  
    9#EHXgz  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 ?LV-W  
    }4\!7]FVYX  
     &Xn8oe  
     
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