[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。 /cHUqn30a  
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2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 J.;!l   
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 单光栅分析 [~NJf3c"  
−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。 izDfp
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−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。 n(uzqd  
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 系统内的光栅建模 k3(q!~a:.}  
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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。 ~=GwNo_  
−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。 
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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。 KvjsibI/Y  
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3. 系统中的光栅对准 !78P+i  
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 安装光栅堆栈 Ec9%RAxl  
−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）。 9dVHh?E  
−参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 Sw.k
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 堆栈方向 mzf~qV^T  
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 hbdB67,  
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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）。 Sx:JuK@  
- 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 lY&Sx{-  
- 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。 L35]'Jua  
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 横向位置 ."Kp6s`k  
−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。 z6*r<>Bf+b  
−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。 *(s0X[-  
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 }<q
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 在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 ,|g&v/WlC%  
 通过组件定位选项。 MQe|\SMd  
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4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 oI5^.Dr FW  
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 单光栅分析 pocXQEg$]  
- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 O7
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 系统内的光栅建模 shD4";8*@  
- 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。 ce3``W/H3  
- 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。 63(XCO  
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 N\"Hf=Y(~  
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5. 光栅级次通道选择 ;VzdlCZ@  
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 方向 GkxQEL  
- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 O=eU38n:5u  
 衍射级次选择 mPF<2:)wv  
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 e,xJ%f  
- 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。
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 备注 `z`=!1  
- 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 EERCb%M8Z  
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6. 光栅的角度响应 R|k:8v{V=  
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 衍射特性的相关性 g*Pn_Yo[.  
- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 D9H%jDv  
- 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。 od$$g(  
- 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） 6-~ZOMlV  
- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。  Ci 'V  
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示例＃1：光栅物体的成像 XTA:Y7"O  
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1. 摘要 nI4oQE  
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2. 光栅配置与对准 k{'<J(Hb  
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3. 光栅级次通道的选择 @=}NMoNH  
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示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 c}!`tBTm  
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1. 光栅配置和对准
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2. 基底处理 ]k BC,m(  
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3. 谐振波导光栅的角响应 M04u>|
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4. 谐振波导光栅的角响应 xIV#}z0  
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   1D2RhM%  
示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 o.Bbb=*rZ  
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1. 用于超短脉冲的光栅 _mQj
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arS@l<79  
2. 设计和建模流程 wzmQRn;s  
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4H@7t,>  
3. 在不同的系统中光栅的交换 DGw*
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