[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。 j0`)mR}  
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2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 {'@`:p&3r  
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 单光栅分析 Mv?$zV"`#  
−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。 ic;M=dsh:  
−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。 Cno+rmsfT  
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 系统内的光栅建模 #T3dfVW
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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。 
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−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。 m-u0U  
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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。 PrqyJ  
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3. 系统中的光栅对准 4H4ui&|7u6  
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 安装光栅堆栈 v8
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−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）。 K 7OIT2-  
−参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 N@#,YnPI  
 堆栈方向 '4ip~>3?w  
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 ?Gqq]ozm  
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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）。 6^e}^~|  
- 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 `n?Rxhkwp  
- 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);`hNLih  
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 横向位置 alH6~  
−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。 ?[<#>,W  
−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。 gY&WH9sp?9  
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 `?G&w.Vs  
 在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 BUS4 T#D  
 通过组件定位选项。 U#Wg"W{  
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4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 +"1fr  
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 单光栅分析 1
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- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 $0Ys{m  
 系统内的光栅建模 o~7D=d?R  
- 但是，任何现实的光栅结构都放置在基底上，使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 F0kdwN4;  
- 平面建模考虑了菲涅耳损耗，但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 5.$/]2VK  
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 FsLd&$?T&  
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5. 光栅级次通道选择 Z!-V&H.
 
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 方向 KM"BHaSkF  
- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 K
r?<7vMT5  
 衍射级次选择 C8W_f( i~  
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 1~
Z   
- 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。 vnWt8?)]^  
 备注 (mplo|>  
- 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 dVg'v7G&V(  
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6. 光栅的角度响应 0V?7'Em  
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 衍射特性的相关性 M@JW/~p'  
- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 pk`5RDBu  
- 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。 !jf!\Uu[U  
- 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） {#~A `crO  
- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 KZO[>qC"R  
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示例＃1：光栅物体的成像 +:W/=C d(h  
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1. 摘要 1BgHkDW  
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2. 光栅配置与对准 M N (o  
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3. 光栅级次通道的选择  [aG   
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示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 tt CC] Q  
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1. 光栅配置和对准 ;VEKrVD  
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-knP5"TB  
2. 基底处理 K"hnGYt?  
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3. 谐振波导光栅的角响应 3[m2F O,Z  
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L4ct2|w}ul  
4. 谐振波导光栅的角响应 \j-:5M#m  
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   d'H gek{T  
示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 4?+jvVq  
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1. 用于超短脉冲的光栅 gzy|K%K  
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2. 设计和建模流程 Ino]::ZJ/  
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3. 在不同的系统中光栅的交换 [@B!N+P5;  
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