[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。 /nNrvMtv  
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2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 oJ0ZZu?{D  
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 单光栅分析 ;2,Q:&`   
−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。 l}9E0^AS  
−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。 U#(#U0s*-  
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 系统内的光栅建模 *<ww~^a  
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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。 .^[{~#Pc*  
−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。 Uc]sWcR  
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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。 `"eIzLc%o6  
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3. 系统中的光栅对准 c+G%o8  
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 安装光栅堆栈 OF1Qr bj  
−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）。 rjw
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−参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 =_vW7-H  
 堆栈方向 d
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−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈  *#sY-Gd  
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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）。 crr#tad.  
- 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 ^<+V[=X  
- 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。 &u9@FFBT8  
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 横向位置 > ZKHjw  
−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。 }\hz@G<  
−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。 ?9:~d#p  
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 L(_bf/@3  
 在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 DkeFDzQ5  
 通过组件定位选项。 :Wd@Qy?;  
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4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 asKAHVT(  
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 单光栅分析 &4jc3_UKV  
- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 HkdBPMs79  
 系统内的光栅建模 Ks\\2$Cm7  
- 但是，任何现实的光栅结构都放置在基底上，使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 ,?`Zrxe[  
- 平面建模考虑了菲涅耳损耗，但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 E}8wnrxf  
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 +L|-W9"@3  
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5. 光栅级次通道选择 e&ci\x%  
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 方向 @Avve8S  
- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 P8n |MN  
 衍射级次选择 KU*XRZu)  
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 lkaWwjv_D  
- 并非总是需要考虑所有衍射级，建议仅使用感兴趣的衍射级。 ,HtXD~N  
 备注 }C<$q  
- 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 V~"-\@  
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6. 光栅的角度响应 ^H~g7&f9?N  
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 衍射特性的相关性 X}_Gk5q*  
- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 DW0N}>Gp*  
- 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。 pRGag~h|E  
- 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） vhKHiw9L  
- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 i.0.oy>  
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示例＃1：光栅物体的成像 k8E{pc6;  
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1. 摘要 HJt@m &H|  
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I T?~`vi  
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2. 光栅配置与对准 h8hyQd$!  
   Ff&kK5}q  
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     H_FT%`iM  
3. 光栅级次通道的选择 $nr=4'yZ  
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   C_S2a0?  
示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 vq:?a  
9NeHN@D)  
1. 光栅配置和对准 \HQw$E/p  
xv~Sk2Z+d  
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K@tELYb  
g9@H4y6fe=  
2. 基底处理 :pvB}RYD  

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3. 谐振波导光栅的角响应 2B b,ZC*  
A$70!5*  
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4. 谐振波导光栅的角响应 >f70-D28  
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   I(>j"H)cAF  
示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 Tly*i"[&  
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1. 用于超短脉冲的光栅 7ygz52  
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B*:W`}G]_c  
2. 设计和建模流程 lC@wCgc  
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3. 在不同的系统中光栅的交换 |_OoD9,M  
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