[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。 7UsU03  
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2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 {<Y\flj{@m  
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 单光栅分析 p(.z#o#  
−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。 97vQM  
−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。 om2)Cd9~7  
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 系统内的光栅建模 YK>?;U+|  
Y3O/`-9i  
−在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 t&Jrchk  
−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。 %+@<T<>J<k  
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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。 [F+*e=wjN>  
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3. 系统中的光栅对准 65l9dM2  
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 安装光栅堆栈 $S/EINc  
−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）。 RMlx[nsq  
−参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 &M7AM"9
 
 堆栈方向 `JcWH_
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−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 (BGflb  
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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）。 TGGbO:s3  
- 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 g`dAj4B  
- 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。 > 1=].  
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 横向位置 IHv>V9yiG  
−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。 KM/c^a4V  
−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。 HjY! ]!4p  
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 .V@3zzv\  
 在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 P52qtN<  
 通过组件定位选项。 "EnxVV  
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4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 f1|&umJ$  
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 单光栅分析 iN
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- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 ''}2JJU{  
 系统内的光栅建模 as"@E>a  
- 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。 !-4VGt&c,  
- 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。 0E#?H0<OeG  
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 2FQTu*p&B  
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5. 光栅级次通道选择 QObHW[:F  
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 方向 }$#PIyz  
- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 \"b'Z2g  
 衍射级次选择 %v[KLMo'(  
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 ] -%B4lT  
- 并非总是需要考虑所有衍射级，建议仅使用感兴趣的衍射级。 6Oy6r  
 备注 36}&{A  
- 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 's$/-AV  
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6. 光栅的角度响应 c"P:p%\m&u  
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 衍射特性的相关性 TPmb]j  
- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 Se>v|6  
- 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。 c|X}[  
- 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） 5YLc4z*  
- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 YwZ]J  
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示例＃1：光栅物体的成像 oE)xL%*  
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1. 摘要 Y)7\h:LIg  
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2. 光栅配置与对准 k=9k4l  
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3. 光栅级次通道的选择 Qjmo{'d  

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示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 G6s3\de#U  
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1. 光栅配置和对准 #JR$RH  
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?O0,)hro  
2. 基底处理 @]L$eOV_  
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J)sOne  
3. 谐振波导光栅的角响应 VUD9ZyPw  
O~Svk'.)  
Y6a9S`o  
k=X)axt1  
4. 谐振波导光栅的角响应 d"S\j@  
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   HC"yC;_  
示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 9{%/I   
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1. 用于超短脉冲的光栅 rr2^sQ;_  
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2. 设计和建模流程 I0G[K~gb  
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3. 在不同的系统中光栅的交换 H-eHX3c7  
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