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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。 iT5SuIv  
    -0SuREn  
     y]]Vp~R:[  
    s66XdM  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 ?gwbg*  
    R9/xC7l@  
     单光栅分析 S1juAV=  
    −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。 HQ`nq~%&(  
    −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。 7(8  
    UT<b v}(J  
    q>(u>z!  
     系统内的光栅建模 Q(5:~**I  
    o>;0NF| }  
    −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 bNjaCK<  
    −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。 V 1nZ M  
     1+tt'  
    }0*ra37z>  
    C.)&FW2F_  
    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。 >?W;>EUH  
     d)1sP0Z_@  
    3. 系统中的光栅对准 z!C4>,  
    sQ:VrXwP  
    |vDoqlW  
     安装光栅堆栈 "8iiRzt#  
    −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）。 R^M (fC  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 s.`%ZDl@Y  
     堆栈方向 *!]Epb  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 ICCCCG*[  
    Qv0>Pf  
    0tm_}L$g=b  
    Be>c)90bO_  
    *CY6 a  
     安装光栅堆栈 >)J47j7{c  
    - 为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 xDA,?i;T 0  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 W[X!P)=w]  
     堆栈方向 7! b)'W?  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 wy_;+ 'Y  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 ?sf2h:\N  
    TQ\wHJ  
     :KV,:13`D  
    F `pyhc>1;  
    BRU9LS  
     横向位置 b8{h[YJL2  
    −对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时，必须考虑光栅的横向位置。 ?^48Zq6wM  
    −例如，激光束（紧密地）聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上，效果可能会大不相同。 \LoSUl i  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 18p3  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 *fvI.cKiGP  
     通过组件定位选项。 _ 2gT1B  
    Z!RRe]"y  
    r6`^>c  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     ksOANLRN  
    t`8e#n 9  
    mam5 G!$  
     单光栅分析 MY?O/,6  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 "Yfr"1RmO  
     系统内的光栅建模 ;sck+FP7w  
    - 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。 0(U3~ k6  
    - 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。 $~G0#JL  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 J!A/r<  
    WrHgF*[  
     cfC;eRgq~  
    cGpN4|*rQ  
    5. 光栅级次通道选择 *`g-gk  
    @u"kX2>Eq  
    )kL` &+#>  
     方向 c5iormb"#  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 k{}[>))Q  
     衍射级次选择 0.u9f`04  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 [!:-m61  
    - 并非总是需要考虑所有衍射级，建议仅使用感兴趣的衍射级。 cFI7}#,5  
     备注 P$(WdVG  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 5}X<(q(  
    fbHWBb  
     L.T gJv43  
    RP`GG+K  
    6. 光栅的角度响应 STXqq[+Rf  
    n $O.>  
    hk7(2j7B  
     衍射特性的相关性 +;:aG6q+  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 c >u>Pi;Z  
    - 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。 Y>78h2AU  
    - 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）  VNr  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 $K6?(x_  
    >ggk>s|  
     %2Xus9;k#  
    j1;_w  
    示例＃1：光栅物体的成像 U!a!|s>  
     c#\ah}]Vo  
    1. 摘要 1IOo?e=/bM  
    Z0()pT  
      e8XM=$@  
    PuCwdTan_  
    → 查看完整应用使用案例     [Hv*\rb  
    I8<Il ^  
    2. 光栅配置与对准 0okO+QU,a  
       a%MzNH  
    uKR\Xo}  
    u|m[(-`  
     S{^6iR  
    Nl=m'4 @`  
     RI[7M (  
    3. 光栅级次通道的选择 q9>Ls-k  
    xUiWiOihr6  
     zqHpT^B?  
       ?$30NK3G  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 |dl0B26x  
     1R'u v4e  
    1. 光栅配置和对准 5YTb7M  
    _XH4;uGg  
     7gVh!rm  
    iXUWIgr  
    → 查看完整应用使用案例 g:3d<CS  
     P[Y{LKAbb  
    2. 基底处理 iwG>]:K3  
    ]~j_N^oZ1X  
     u"`5  
    N `,7FI}  
    3. 谐振波导光栅的角响应 =F'l's^j  
    ^3Z7dIUww  
     ;=5@h!@R  
    ONjC(7  
    4. 谐振波导光栅的角响应 JYZ2k=zh  
    88Fb1!a5Z  
     2gQY8h8  
       8Zcol$XS'  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 wFK:Dp_^  
     4o1Q7  
    1. 用于超短脉冲的光栅 ]^iFqQe  
    +G*"jI8W  
    tyc8{t#Z  
    b\SXZN)Be  
    →     查看完整应用使用案例     EpRXjz  
    /_NkB$&  
    2. 设计和建模流程 ;Ri 3#*a=  
    g8%MOhg  
     >X;xIyRL  
    3c01uObTL  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 j4E H2v  
    Xtuhcdzu[  
     ??|d=4g\  
     
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