[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。 +SUQRDF@i  
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2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 -bZ^A~<O,  
VNXB7#ry  
 单光栅分析 8I@=?  
−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。 |{t}ULc  
−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。 ZuBVq  
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 系统内的光栅建模 1xT^ ,e6  
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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。 k\HRG@ /G  
−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。 W?XvVPB  
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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。 - bFz  
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3. 系统中的光栅对准 l#]Z?zW
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 安装光栅堆栈 'T+3tGCy+  
−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）。 hj0uv6t.c  
−参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 x<9|t(  
 堆栈方向 =_.Zv  
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 o6B!ikz 8  
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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）。 )0qXZgs  
- 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 QFDjsd4  
- 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。 `9b D%M  
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 横向位置 YBHmd  
−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。 ?A,gDk/#  
−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。 f8'&(-  
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 8c]\4iau  
 在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 9Z7o?S";  
 通过组件定位选项。 %DzS~5$G  
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4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 uop_bJ  
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 单光栅分析 4.CLTy3W  
- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 3lA<{m;V  
 系统内的光栅建模 tEBf2|<  
- 但是，任何现实的光栅结构都放置在基底上，使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 ad i5h  
- 平面建模考虑了菲涅耳损耗，但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 ;) (qRZd6  
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 _;X# &S(q-  
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*A c~   
5. 光栅级次通道选择 CaZEU(i  
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 方向 v_)cp9d]  
- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 6q6&N'We  
 衍射级次选择 ]<W1edr  
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 \!z=x#!O$  
- 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。 ^'v6 ,*:4  
 备注 H\^5>ccU>V  
- 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 "wexG]R=5  
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-[Zau$;J<  
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6. 光栅的角度响应 j!:U*}f  
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 衍射特性的相关性 <Hm:#<\  
- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 r/3!~??x  
- 对于不同的波长/偏振，衍射效率也不同，并且对于不同的入射角，衍射效率也不相同。 x1mxM#ql  
- 为了解决与角度有关的衍射行为，可能需要指定k域中的采样点（等效于角度空间） +zz9u?2C`  
- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 98o;_tU'  
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示例＃1：光栅物体的成像 A 7DdUNR  
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1. 摘要 Mk,8v],-Tj  
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/x-Ja[kL  
2. 光栅配置与对准 YVu8/D@ o  
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     =CRaMjN  
3. 光栅级次通道的选择 a-i#?hld  
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b39;Sv|#  
   &sx/qS#,VL  
示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 T']*h8  
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1. 光栅配置和对准 a
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#)cRD#0  
s#* mn  
2. 基底处理 nwcT8b87J  
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u!L8Sv  
9R.tkc|K  
3. 谐振波导光栅的角响应 &\!-d%||)  
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Z=K5  
qc*+;Wi+5  
IwWo-WN7.  
4. 谐振波导光栅的角响应 Q&M(wnl5  
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?]h+En5z8  
   &Lq @af#  
示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 }z
Le;1Tx  
|S>nfL{TQe  
1. 用于超短脉冲的光栅 wJ IJPYTK  
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}$AC0  
UK&E#i  
z$;%SYI  
\dufKeiS&a  
%@pTEhpF  
2. 设计和建模流程 "OK(<x]3;>  
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JanLJe)  
mT-5Ok&TUe  
3. 在不同的系统中光栅的交换 6e~+@S  
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