[技术]光学系统中的光栅建模——实例讨论 [复制链接]

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。 ILQg@Jl  
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2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 WgIVhj  
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 单光栅分析 l`1ZS8 [.  
−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。 Cr&ua|%F  
−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。 !b7H  
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 系统内的光栅建模 U3Q'ZT  
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−在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 ZpZ~[BtQ  
−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。 X:dj5v  
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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。 t;*'p  
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3. 系统中的光栅对准 $q+7,,"  
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 安装光栅堆栈 mr;WxxO5  
−为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 S`-z$ph}  
−参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 iX,Qh2(ig  
 堆栈方向 mX#T<_=d  
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 S-1}3T%  
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 安装光栅堆栈- 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）。 9|go`^*.  
- 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 堆栈方向 > 4^U=T#  
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。- 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 B}3s=+L@8  
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 横向位置 ?
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−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。 =\q3;5[  
−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。 'r-a:8:t^  
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 R; IB o  
 在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 lKm?Xu'yH  
 通过组件定位选项。 aWit^dp  
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4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 ";GLX%C!{@  
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 单光栅分析 D3jP hPy.  
- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 JY /Cd6\  
 系统内的光栅建模 t!K|3>w  
- 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。 ^x4gUT-Wy  
- 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。 F'Wef11Yz  
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 DO0["O74  
F<I-^BY)  
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5. 光栅级次通道选择 79i>@u%  
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 方向 8sL7p4  
- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 `]fY9ZDKs  
 衍射级次选择 0z,c6MjM+  
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 lD{9o2  
- 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。 k1]?d7g$w  
 备注 44n^21k  
- 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 HC$_p,9OV  
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6. 光栅的角度响应 d`2VbZC`  
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 衍射特性的相关性 Ex~OT  
- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 M T{^=F ]  
- 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。 D F0~A  
- 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） &oAuh?kTq  
- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 !QYqRH~5  
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示例＃1：光栅物体的成像 u<):gI  
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1. 摘要 /*st,P$"  
K+n6.BzW  
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Bm^vKzp  
Mq6"7L  
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2. 光栅配置与对准 dGZVWEaPfx  
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     J#bEAK^L,l  
3. 光栅级次通道的选择 Ib]{rmaP  
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   5.idC-\  
示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 xpUaFb  
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1. 光栅配置和对准 0hCJovSG%  
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2. 基底处理 O[Nc$dc  
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3. 谐振波导光栅的角响应 / [:@j+n\  
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`[7&tOvSk  
4. 谐振波导光栅的角响应 <?QY\wyikz  
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   )}vQ?n[:'  
示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 m?bb/o'
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1. 用于超短脉冲的光栅 c.,eIiL  
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2. 设计和建模流程 I3p ~pt2  
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3. 在不同的系统中光栅的交换 !uy?]l  
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