[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。 \E%'Y  
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2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 v"OY 1<8  
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 单光栅分析 Q4f/Z  
−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。 /+\uqF8F  
−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。 &!/}Qp  
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 系统内的光栅建模 S5G6Rj@W  
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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。 >i5acuth  
−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_$Cb<e  
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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。 nIU6h  
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3. 系统中的光栅对准 Bc6|n :;u  
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 安装光栅堆栈 Lz:(6`S  
−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）。 ~Uxsn@nLr  
−参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 dVsE^jsL  
 堆栈方向 >|twyb  
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 5lm<%  
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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）。 brdmz}  
- 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 "87ghj_}  
- 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。 ?ON-+u  
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 横向位置 Dg} Ka7H  
−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。 p~9vP)74u  
−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。 4Rvf  
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 x}Aw)QCh+r  
 在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 T`Mf]s)*  
 通过组件定位选项。 k&.Jk B"  
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4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 Sp^9&^  
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 单光栅分析 QCX8IIHG  
- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 ;d'Z|H;  
 系统内的光栅建模 1$81E.  
- 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。 "sl1vzRN  
- 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。 2c:#O%d(  
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 * ;Cy=J+  
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5. 光栅级次通道选择 ?HV`| Cw  
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 方向 >+ 4huRb  
- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 =@8H"&y`
 
 衍射级次选择 [w&$|h:;  
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 IrWD%/$H  
- 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。 r,Nq7Txn?  
 备注 LbZ:&/t^y8  
- 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 SJ};TEA  
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6. 光栅的角度响应 \;mH(-  
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 衍射特性的相关性 e4z1`YLsG  
- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 j`*#v  
- 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。 Myq5b`z  
- 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） Gsc\/4Wx  
- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 x"CZ]p&m  
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示例＃1：光栅物体的成像 ~35U]s@v  
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1. 摘要 !E-Pa5s  
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2. 光栅配置与对准 bug Ot7  
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     A;O~#Chvd  
3. 光栅级次通道的选择 Y&^P"Dw  
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示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 s-7RW  
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1. 光栅配置和对准 ejO}t:}P  
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2. 基底处理
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3. 谐振波导光栅的角响应 5c;h&  
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4. 谐振波导光栅的角响应 > QFHm5Jw  
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示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 cFagz* !  
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1. 用于超短脉冲的光栅 lI/0:|l  
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2. 设计和建模流程 3
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jb /8?7  
3. 在不同的系统中光栅的交换 M]-VHI[&W  
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