[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。 aViZKps`m  
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2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 ;?K>dWf3f  

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 单光栅分析 {^jk_G\ys  
−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。 Q`{2yU:r  
−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。 Q%Fa1h:2&  
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 系统内的光栅建模 }
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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。 }3DZ`8u  
−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。 Fk*C8  

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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。 4!k0  
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3. 系统中的光栅对准 Rxfhk,I  
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 安装光栅堆栈 %%h0 H[5*  
−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）。 A/A;'9  
−参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 !bGMVw6_  
 堆栈方向 La9:qpj  
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 H b}(.`  
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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）。 ,GTIpPj  
- 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 L2}p<?f  
- 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。 f~-qjEWm  
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S #6:!  
 横向位置 9J4gDw4<  
−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。 l37) Q  
−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。 1}XESAX;0  
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 [MI
?  
 在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 8d|#W  
 通过组件定位选项。 o)r%4YOL  
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4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 gWLhO|y  
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 单光栅分析 Qt
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- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 :vo#(  
 系统内的光栅建模 hreG5g9{  
- 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。  Ds@nuQ  
- 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。 M'>8P6O  
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 _<m yM2z  
a"bael  
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5. 光栅级次通道选择 W~Ae&gcn#  
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Uf\,U8UB  
 方向 (_Ky'.  
- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 n1r'Y;G  
 衍射级次选择 eccJt  
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 F|! ib5  
- 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。 ;!Q}g19C  
 备注 "Kc1@EX=  
- 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 u1) #^?  
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6. 光栅的角度响应 k#DMd9
 
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 衍射特性的相关性 G-Dc(QhU&  
- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 r"bV{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。 MR}h}JEx0  
- 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） %pBc]n
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- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 45U!\mG  
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示例＃1：光栅物体的成像 7x//4G   
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1. 摘要 2!Sl!x+i\'  
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X6G2$|  
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Qa@] sWcM  
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2. 光栅配置与对准 QUKv :;  
   <}('w/  
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     e=sV>z>  
3. 光栅级次通道的选择 0+3{fD/  
 ?~=5x  
<gu>06  
    RI&V:1  
示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 ZIs=%6""&  
?cKe~Q?3  
1. 光栅配置和对准 "/0Vvy_|  
iCNJ%AZH  
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a=;  
fX{Xw0  
vu|-}v?:  
2. 基底处理 0T.kwZ8  
@~C C$Y$  
5nS}h76mZ  
s4vj  
3. 谐振波导光栅的角响应 X1FKcWv  
{VT**o  
*yqke<o9)  
tJ9gwx7Pg  
4. 谐振波导光栅的角响应 :@#6]W  
,iMdv+  
[Y-3C47  
   eZMfn$McJv  
示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 q$7/X;A  
FJ{6_=@D  
1. 用于超短脉冲的光栅 I]6,hygs  
Ws;X;7tS  
@j'GcN vs  
(7w95xI  
7g-{<d  
J!d=aGY0-  
PasVfC@  
2. 设计和建模流程 EnP>  
f[Xsri  
0S&C[I o6  
9=.7[-6i9  
3. 在不同的系统中光栅的交换 :Ny^-4-N  
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