[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。 %
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2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 UC00zW<Z@"  

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 单光栅分析 J+hifO  
−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。 (1Jc-`  
−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。 [ID#PUle  
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 系统内的光栅建模 oT}Sh4Wt.  
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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。 S8]YS@@D   
−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。 W}\<}dK  
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     +j6^g*  
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。 elP#s5l4  
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3. 系统中的光栅对准 SR9M:
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 安装光栅堆栈 (i^<er q  
−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）。 "LVN:|!  
−参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 HR?a93  
 堆栈方向 7)Bizlf  
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 Yp9%u9tNq  
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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）。 Xm.["&  
- 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 [\ppKC  
- 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。 (_~Dyvo  
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 横向位置 p!cNn7{;  
−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。 jX91=
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−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。 G/}nwj\  
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 CK} _xq2b  
 在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 C;rK16cn  
 通过组件定位选项。 |f"1I4Kg  
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4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 %0Ke4
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 单光栅分析 @>hXh +!2h  
- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 nA XWbavY  
 系统内的光栅建模 A ]~%<=b  
- 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。 o7s<G8;?  
- 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。 2lBfc  
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 a/p /<
 
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5. 光栅级次通道选择 MG0d&[  
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 方向 U~[ tp1Z)  
- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 1FmqNf:V7I  
 衍射级次选择 CjlA"_!%E  
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 $3 ~/H"K  
- 并非总是需要考虑所有衍射级，建议仅使用感兴趣的衍射级。 X0gWTs  
 备注 1jQlwT(:  
- 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 yM*<BV  
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6. 光栅的角度响应 +^@6{1  
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 衍射特性的相关性 g|V0[Hnq6  
- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 .2:S0=xt<  
- 对于不同的波长/偏振，衍射效率也不同，并且对于不同的入射角，衍射效率也不相同。 I=Xj;\b  
- 为了解决与角度有关的衍射行为，可能需要指定k域中的采样点（等效于角度空间） 5Gsjt+ o  
- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 w`r)B`!g  
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示例＃1：光栅物体的成像 QF`o%mI  
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1. 摘要 rpO>l  
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2. 光栅配置与对准 _q dLA  
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     Ks-aJ+}  
3. 光栅级次通道的选择 nH^RQ'19  
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   esVZ2_eL  
示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 d8Kxtg Y  
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1. 光栅配置和对准 fKZgAISF  
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GBsM?A:  
2. 基底处理 ;BM
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^U4|TR6mub  
3. 谐振波导光栅的角响应 _z3
YB  
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rv?d3QqIC  
Ho:X.Z9A^  
4. 谐振波导光栅的角响应 Yi+~}YP.E(  
!p~K;p,  
H;OPA8\n  
   cWA$O*A  
示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 \7Fkeo+  
>av.pJ(>  
1. 用于超短脉冲的光栅 `e!hT@Xxa  
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Qe )#'$T  
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BsX# ~  
2. 设计和建模流程 C8 b%r|^#  
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3. 在不同的系统中光栅的交换 /:}z*a  
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