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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。 eGpKoq7a  
    }f}?|&q  
     3 4%B0  
    oqbz!dM(Z  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 #XqCz>Z  
    :IJ<Mmb  
     单光栅分析 v)gMNzt  
    −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。 84e8z{  
    −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。 3< 6h~ek )  
    9v-Y*\!w.  
    f9kd&#O&  
     系统内的光栅建模 'PFjZGaKR  
    O(=9&PRi  
    −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 !||Gfia  
    −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。 3}mg7KV&  
     Rmn{Vui9\  
    #Oj yUQ,  
    ibwV #6  
    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。 u=]*,,5<  
     ?Y8hy|`  
    3. 系统中的光栅对准 -Hw3rv3o  
    5|pF*8*  
    * ]bB7  
     安装光栅堆栈 &?1^/]'"r  
    −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）。 > cWE@P  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 y`7<c5zD  
     堆栈方向 , .;0xyc  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈  s7:H  
    .o C! ~'  
    k%O3\q  
    a:HN#P)12  
    ZPb30M0  
     安装光栅堆栈 }KIS_krs  
    - 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）。 vp!F6ZwO  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 j} ^3v #  
     堆栈方向 aTeW#:m  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 !'BXc%`x[  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 HB}rpiB  
    @b^$h:H  
     7(tsmP  
    kMnG1K  
    |Z2"pV  
     横向位置 ceCO*m~  
    −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。 &Q}%b7  
    −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。 hqjjd-S0  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 e?+-~]0  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 n9J{f"`m  
     通过组件定位选项。 i+~BVb  
    Y0EX{oxt1  
    Xfqin4/jC  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     6hYz^}2g  
    M | "'`zc  
    [' pO=ho  
     单光栅分析 2;:p H3  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 a9{NAyl<oo  
     系统内的光栅建模 u "k< N|.3  
    - 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。 HKT, 5  
    - 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。 ZOa|lB (,  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 {y6h(@I8\  
    &V (6N%A^U  
     `W~    
    ~;Y Tz  
    5. 光栅级次通道选择 Z^as ?k(iM  
    qT5"r488  
    J+ S]Qoz  
     方向 5.&)hmpg  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 6<fG; :  
     衍射级次选择 =MJB:  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 (g X8iKl  
    - 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。 NjEi.]L*fX  
     备注 ug ;Xoh5w  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 \6?a  
    {R@V  
     m26YAcip}  
    nC%qdzT  
    6. 光栅的角度响应 (Ll'j0]k>  
    U 887@-!3  
    +M_ _\7  
     衍射特性的相关性 S-gO  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 J9]cs?`)  
    - 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。 Rky]F+J  
    - 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） a4 N f\7  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 HNBmq>XDc  
    >J S^yVk  
     >|kD(}Axf  
    u|Mx}  
    示例＃1：光栅物体的成像 1eshuL  
     g([:"y?  
    1. 摘要 LFHJj-nk  
    -mRgB"8  
     [*zg? ur  
    $VF,l#aR  
    → 查看完整应用使用案例     XJ3sqcS  
    JRFUNy1+e1  
    2. 光栅配置与对准 3s%ND7!/  
       *OFG3uM  
    z_ycH%p  
    \2a;z<(  
     f ?k0(rl  
    2m yxwA5  
     4^2>K C_  
    3. 光栅级次通道的选择 vZTXvdF  
    ~,1Sw7 rE  
     k"&o)*d  
       ~Y CH5,  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 x$BNFb%I1  
     Yn= "vpM1  
    1. 光栅配置和对准 MU a[}?  
    ;j1E6  
     mWaij]1>  
    YFB>GQ;  
    → 查看完整应用使用案例 X=]utn  
     Kh$"5dy  
    2. 基底处理 =#W:z.w  
    T*C25l;w  
     eZT8gKbjJ)  
    ;n(f?RO3X  
    3. 谐振波导光栅的角响应 a,RCK~GR  
    z6E =%-`  
     ,*6K3/kW  
    0N>K4ho6{  
    4. 谐振波导光栅的角响应 EA6l11{Gk1  
    ;NRh0)%|o  
     3jxC}xz)  
       9!Mh (KtQ  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 &F~d~;G"q  
     <6 Rec^QF  
    1. 用于超短脉冲的光栅 xWzybuLp  
    iVZ}+Ct<"  
    m#RJRuZ|2V  
    r]p3DQ  
    →     查看完整应用使用案例     W$zRUG-  
    'A:Y&w"r  
    2. 设计和建模流程 `Fr ,,Q81\  
    lF!PiL  
     4DCh+|r  
    ;Y*K!iFWH  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 ;(`bP  
    *GE6zGdN  
     d[3me{Rs  
     
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