[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。 V@QWJZ"  
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2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 \ nIz5J}3  
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 单光栅分析 1h"CjOp,7  
−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。 zi-;7lT  
−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。 3kl<~O|Fs  
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 系统内的光栅建模 eX;Tufe*(Q  
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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。 zjzW;bo( 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。 Ux<2
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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。 I$#B#w?!$r  
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3. 系统中的光栅对准 /``4!jU  
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 安装光栅堆栈 4QK~qAi  
−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）。 J?yNZK$WqN  
−参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 (BB&ZUdyv  
 堆栈方向 i|z=q  
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 PRs[!EB6  
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 安装光栅堆栈- 为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 ?!N@%R>5rN  
- 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 堆栈方向 tD G[}j  
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。- 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 e?Pzhha  
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 横向位置 !`u  
−对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时，必须考虑光栅的横向位置。 x@-bY  
−例如，激光束（紧密地）聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上，效果可能会大不相同。 Jj<UtD+  
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 xQ4'$rL1d  
 在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 uR|?5DK  
 通过组件定位选项。 &P+7U
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4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 7pB5o2CD0  
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 单光栅分析 0JQ0lzk1  
- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 * u_nu>  
 系统内的光栅建模 #WBlEVx;Z  
- 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。 zp"Lp>i  
- 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。 0?)U?=>]p  
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 RC_w 1:h  
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5. 光栅级次通道选择 9:|z^r  
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 方向 ' `0kW_'  
- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 "O{_LOJ  
 衍射级次选择 ` ZO#n  
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 Kjw4,z%\94  
- 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。 mWOW39Ku  
 备注 #
6<  X  
- 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 'H"wu /#  
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6. 光栅的角度响应 ]V|rOtxb  
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 衍射特性的相关性 v"nN[_T  
- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 L-B"P&  
- 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。 $]V,H"  
- 为了解决与角度有关的衍射行为，可能需要指定k域中的采样点（等效于角度空间） K U 2LJ_~Y  
- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 to2;. ~X  
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示例＃1：光栅物体的成像 /{)}y  
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1. 摘要 zd%n)jlwR  
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2. 光栅配置与对准 (vR9vOpJ  
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 Wg!<V6}  
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      ff;9P5X  
3. 光栅级次通道的选择 lXT+OJF  
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   Z|#G+$"QV  
示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 gAudL)X  
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1. 光栅配置和对准 QmKEl|/{u  
g1H$wU3eu  
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eqY8;/  
@oNYMQ@)d  
z%q)}$O  
2. 基底处理 D7lRZb  
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\S_o{0ZY}  
3. 谐振波导光栅的角响应 J1u&Ga  
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K'c[r0Ew  
)i^S:2  
4. 谐振波导光栅的角响应 v.6K;TY.  
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Kgw,]E&7  
   M nnVk=  
示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 s$Vz1B  
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1. 用于超短脉冲的光栅 ATF>"Ux  
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wW, n~W  
9*S9~  
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2. 设计和建模流程 J
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3. 在不同的系统中光栅的交换 LaYd7Oyf]  
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