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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。 GEh(pJ  
    y Rl   
     "J2q|@.  
    !6RDq`  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 NCG;`B`i  
    ^B} m~qT  
     单光栅分析 qQG? k~r  
    −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。 ag47$9(  
    −它有助于分析和可视化光栅的衍射特性，例如衍射角度和效率。 t8h*SHD9  
    HiU)q  
    6o\uv  
     系统内的光栅建模 q>>1?hzA  
    qm:C1#<p   
    −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 *?HoN;^  
    −这样可以对系统内的光栅进行建模，从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。 Fb8d= Zc  
     X#JUorGp  
    'ROz|iJ  
    GN! R<9  
    两种建模方法通常可以一起使用，如先优化光栅结构本身，然后将其插入系统。 E?P>s T3B  
     RJerx:]  
    3. 系统中的光栅对准 g)r{LxT#+  
    Hv^Bw{"/R  
    sCrP+K0D  
     安装光栅堆栈 QSa#}vCp*  
    −为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 Rk#'^ }  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 O_4B> )zd  
     堆栈方向 43M.Hj]  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 ?2Z`xL9QT  
    4OgH+<G  
    6?KUS}nRS  
    F!)[H["_  
    d4\JM 65  
     安装光栅堆栈 )?(Ux1:w)  
    - 为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 )lS04|s  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 e"eIQI|N  
     堆栈方向 OQKg/1  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 5=|h~/.k  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 nYZ6'Iwi'  
    -k8sR1(  
     [w@S/K[_|  
    ,pGA|ob  
    4aBVO%t  
     横向位置 _",(!(  
    −对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时，必须考虑光栅的横向位置。 W$NFk(  
    −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。 *9kg \#  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 "49dsKIOH  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 *P`wuXn}  
     通过组件定位选项。 xi "3NF%=  
    l:UKU!  
    : q%1Vi  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     u_9c>  
    uZrp ^  
    %~Rg`+  
     单光栅分析 Y8v[kuo7  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 _!DH/?aU  
     系统内的光栅建模 g*YA~J@  
    - 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。 (P-^ PNz&  
    - 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。 dG5jhkPX  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 X coPkW  
    8Z9>h:c1  
     s<!G2~T  
    >(igVaZ>  
    5. 光栅级次通道选择 e8xq`:4Y  
    S8/~'<out  
    (W:@v&p  
     方向  AkS16A  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 U.t][#<3  
     衍射级次选择 A"b31*_  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 bs)wxU`Q*  
    - 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。 !P EKMDh  
     备注 |w*s:p  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 E:**gvfq  
    :AztHf?X  
     "ufSHrZv  
    FD 8Lk  
    6. 光栅的角度响应 H6 x  
    ~=OJCKv5(  
    zc)nDyn  
     衍射特性的相关性 WcKDerc  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 #9DJk,SP  
    - 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。 k $gcQ:|  
    - 为了解决与角度有关的衍射行为，可能需要指定k域中的采样点（等效于角度空间） ;u'VR}4ph  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 {u1|`=;  
    (b#M4ho*f  
     o<!H/PN  
    q5e(~@(z<`  
    示例＃1：光栅物体的成像 |f$+|9Q?  
     6z U  
    1. 摘要 A9BoH[is7  
    ,ESli/6  
     T]&?^QGAZ  
    0$Rn|yqf%  
    → 查看完整应用使用案例     &57~i=A 3  
    IW<rmP=R&  
    2. 光栅配置与对准 \X*y~)+K`  
       A ~vx,|I  
    Qv ~@  
    p )JR5z  
     #btf|\D  
    v0)Y,hW  
     K(u pz n*a  
    3. 光栅级次通道的选择 B(s^(__]  
    _4Eq_w`  
     QEt"T7a[/  
       oZY|o0/9  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 ?y>ji1  
     xgIb6<qwY  
    1. 光栅配置和对准 )JTQZ,f3]  
    WIi,`/K+  
     tP! %(+V  
    R~a9}&  
    → 查看完整应用使用案例 L1!~T+%uQ  
     MhHh`WUGh  
    2. 基底处理 bskoi;)u  
    nrev!h  
     u=qK_$d4  
    1ds4C:M+<  
    3. 谐振波导光栅的角响应 ?C fQwY#N  
    y'^U4# (  
     6}R*7iM s  
    9;{(.K  
    4. 谐振波导光栅的角响应 BSHS)_xs  
    AzJ;E tR  
     3^ UoK  
       =Y|( }92  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 4bL *7bA  
     [sH3REE1h  
    1. 用于超短脉冲的光栅 #|je m   
    8=Oym~  
    kI(3Pf ].  
    CQ6I4k  
    →     查看完整应用使用案例     ELnUpmv\  
    /Lr`Aka5  
    2. 设计和建模流程 <v -YMk@  
    ZlC+DXg#S  
     8 f~x\.  
    L%$ -?O|  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 B`R@%US  
    !Q~>)$Cf^  
     zT)cg$8%fY  
     
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