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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。 H@WQO]P A  
    7%4@*  
     [M6/?4\  
    \M`fkR,,'  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 yLlAK,5P0o  
    7'xds  
     单光栅分析 OT5'cl  
    −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。 k)R>5?_  
    −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。 :j2_Jn4UP  
    Z;JZ<vEt92  
    <=,KP)   
     系统内的光栅建模 D`^9 u K  
    #i GRi!$h  
    −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 XL7jUi_4:L  
    −这样可以对系统内的光栅进行建模，从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。 L~FE;*>7  
     [0G>=h@u  
    6Pa jBEF  
    H;n(qBSB  
    两种建模方法通常可以一起使用，如先优化光栅结构本身，然后将其插入系统。 ~ Qt$)  
     RFkJ^=}  
    3. 系统中的光栅对准 ai ,Mez  
    [2,u:0"  
    \l leO|m  
     安装光栅堆栈 c!%:f^7g  
    −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）。 TY|]""3 f9  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 P!";$]+  
     堆栈方向 uv[e0,@  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 :Y[r^=>  
    VmB/X))   
    +6{KrREX)  
    R%Yws2Le2  
    rLcQG  
     安装光栅堆栈 $*H>n!&  
    - 为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 Bv |Z)G%RR  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 2aN  
     堆栈方向 +:[dviyPt  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 6X:- Z 3  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 VMW ?[j  
    f:TC;K  
     L$x/T3@  
    AsM""x1Ix  
    gGU3e(!Uc  
     横向位置 F77[fp  
    −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。 x9HA^Rj4-  
    −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。 !+H=e>Y6  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 [zR raG\  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 [M2,bc8SJV  
     通过组件定位选项。 9=I(AYG{m  
    ]IJ.}  
    /7h%sCX  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     s/Wg^(&M  
    ap9eQsC  
    N2tvP+Z6D  
     单光栅分析 Xb3vvHdI  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 VPg`vI$(X  
     系统内的光栅建模 H$ xSl1>E  
    - 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。 +.HQ+`8z]  
    - 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@,tf'Sr  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 k< W]VS3N  
    hv .Mf.m  
     $X~=M_ W  
    p9_45u`u2  
    5. 光栅级次通道选择 ;wprHXjq  
    OG 5n9sx  
    VV] {R'  
     方向 i`8!Vm  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 jO:<"l^+u  
     衍射级次选择 8N-~.p  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 ,bmTB ZV  
    - 并非总是需要考虑所有衍射级，建议仅使用感兴趣的衍射级。 *vsOL 4I%  
     备注 ^"+cJ)  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 4b3p,$BWS  
    w6Tb<ja  
     (DK pJCx  
    PD/JXExK  
    6. 光栅的角度响应 ",8h>eEWK  
    )vGRfFjw_  
    <)n   
     衍射特性的相关性 PLo.q|%  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 S%xGXmZ  
    - 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。 s[s6E`Q  
    - 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） N}F G%a  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 x5`q)!<&  
    rhn*k f{8  
     }>frK#S  
    Z^GriL  
    示例＃1：光栅物体的成像 !>S' eXt  
     [V jd )%  
    1. 摘要 'OX6e Y5  
    Rb#Z\e}e-  
     )s=z i"  
    Y @.JW  
    → 查看完整应用使用案例     g\ *gHHa  
    "F[VqqD  
    2. 光栅配置与对准 s.GhquFCrU  
       Q}fAAZ&7h  
    QdW%5lM+  
    p Y>yJ)  
     @#Xzk?+  
    5E!|-xD  
     ]B,S<*h  
    3. 光栅级次通道的选择 ] &G5/ ]f  
    :Dr& {3>  
     ^~`8 - TE  
       |g'sRTKJ  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 nM0nQ{6  
     [Z5x_.k"I  
    1. 光栅配置和对准 Z(}x7jzW  
    WVN Q}KY  
     U.^)|IHW  
    W X\%FJ  
    → 查看完整应用使用案例 |[{;*wtv  
     ;D^)^~7dh  
    2. 基底处理 dl":?D4H  
    40 c#zCE  
     /d{L]*v)]  
    xwRnrWd^6  
    3. 谐振波导光栅的角响应 +tV(8h4  
    I8Zp#'|U  
     2Qy!Aa  
    q/B+F%QiMQ  
    4. 谐振波导光栅的角响应 HRb_ZJz  
    5r+0^UAO:J  
     hr{%'DAS  
       Maa.>2v<  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 x1}q!)e  
     .e"jnP~  
    1. 用于超短脉冲的光栅 `riv`+J{s  
    mm{U5  
    D1j 7iv  
    |@@mq!>-  
    →     查看完整应用使用案例     Z956S$gS  
    i L m1l  
    2. 设计和建模流程 5~44R@`  
    _L=vK=,  
     rvmI 8  
    v:HgpZo+  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 mhVoz0%1X  
    Gz6GU.IyQy  
     ?X9 =4Z~w  
     
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