[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。 jYk&/@`Ly  
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2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 i<#QW'R(  
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 单光栅分析 9Z4nAc
 
−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。 fU/>z]K  
−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。 l3)}qu  
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 系统内的光栅建模 HiZ*+T.B  
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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。 b,7k)ND1F  
−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&6l$1J  
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两种建模方法通常可以一起使用，如先优化光栅结构本身，然后将其插入系统。 La`NPY_:>  
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3. 系统中的光栅对准 >qnko9V  
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V%rzk*LA  
 安装光栅堆栈 LSL/ZvSP  
−为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 m*&]!mM"0G  
−参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 q'T4w!V(V  
 堆栈方向 ldU?{o:\s  
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 &u$Q4  
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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）。 XP!S$Q]D  
- 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 堆栈方向 /:m->
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- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。- 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 XO.jl"xu  
W=N+V
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 横向位置 <sb~ ^B  
−对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时，必须考虑光栅的横向位置。 P)Jgs  
−例如，激光束（紧密地）聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上，效果可能会大不相同。 n\mO6aJ  
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 W!Gq.M   
 在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 o_izl
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 通过组件定位选项。 Ua
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4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 >^u2cAi3[  
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 单光栅分析 Vr3Zu{&2  
- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 is?{MJZ_  
 系统内的光栅建模 ?g_3 [Fk  
- 但是，任何现实的光栅结构都放置在基底上，使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 D}-/c"':}  
- 平面建模考虑了菲涅耳损耗，但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 !z\h|wU+  
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 q`Go`
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5. 光栅级次通道选择 P\E<9*V  
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 方向 ahusta  
- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 Ki;*u_4{  
 衍射级次选择 O%\*@4zM  
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 NDN7[7E  
- 并非总是需要考虑所有衍射级，建议仅使用感兴趣的衍射级。 `}p0VmD{NE  
 备注 !Jo_"#5  
- 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 VF+KR*  
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6. 光栅的角度响应 4S7v:1~xe  
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 衍射特性的相关性 v&6-a*<Z  
- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 W8G,=d}6  
- 对于不同的波长/偏振，衍射效率也不同，并且对于不同的入射角，衍射效率也不相同。 ,V7nzhA2  
- 为了解决与角度有关的衍射行为，可能需要指定k域中的采样点（等效于角度空间） -M\<nx  
- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 wi!?BCseq  
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示例＃1：光栅物体的成像 21n?=[  
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1. 摘要 _5w]a 2  
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2. 光栅配置与对准 Z*F3G#A  
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     X;$+,&M"  
3. 光栅级次通道的选择 e+EQ]<M  
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   cTifC1Pf  
示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 t5Sy V:fP  
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1. 光栅配置和对准 +w`2kv  
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aj='b.2)  
PI {bmZ  
wLIMv3;k  
2. 基底处理 n9\TO9N  
1C+13LE$U  
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hE{K=Tz$  
3. 谐振波导光栅的角响应 `bq
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z^B,:5Tt  
Q0sI(V#  
Z-%\ <zT  
4. 谐振波导光栅的角响应 =IZT(8  
2k~l$p>CN!  
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   Fe*R  
示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 !)f\%lb  
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1. 用于超短脉冲的光栅 ,>a&"V^k  
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(TtkFo'!U  
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2. 设计和建模流程 c^xIm'eob  
LVM%"sd?  
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3. 在不同的系统中光栅的交换 Z?q]bSIT  
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