[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。 ]. E/s(p  
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2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 +Y! P VMF  
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 单光栅分析 JYw_Z*L=m  
−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。 ascY E  
−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。 eHl)/='  
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 系统内的光栅建模 X/BcS[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。 ZBuh(be  
−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。 [,0[\NC  
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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\EV  
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3. 系统中的光栅对准 `UD
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 安装光栅堆栈 zL!}YR@&u"  
−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）。 IgyoBfj\d  
−参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 Ly P Cc|  
 堆栈方向 xOt {Vsv  
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 q@&6&cd  
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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）。 jB"IJ$cD  
- 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 堆栈方向 n@$("p  
- 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。 b*)F7{/Z  
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 横向位置 "t)$4gERK  
−对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时，必须考虑光栅的横向位置。 3|Y2BAd  
−例如，激光束（紧密地）聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上，效果可能会大不相同。 k+@,m\tE  
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 F*-+5nJ&@  
 在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 7 -S?U~s  
 通过组件定位选项。 'Px}#f0IR  
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4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 . e_VPKF|  
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 单光栅分析 tx7B?/5D  
- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 \GPTGi5A  
 系统内的光栅建模 5t,X;  
- 但是，任何现实的光栅结构都放置在基底上，使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 LeV";=_n  
- 平面建模考虑了菲涅耳损耗，但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 TSTkMlCG  
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 l4gZHMh
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5. 光栅级次通道选择 /'a\$G"%6  
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 方向 k$|g)[RE  
- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 `ES+$O>  
 衍射级次选择 y!c<P,Lt3f  
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 fTt\
@"V  
- 并非总是需要考虑所有衍射级，建议仅使用感兴趣的衍射级。 A|(!\J0  
 备注 1i&|}"  
- 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 op($+Q  
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a@^)?cH!z  
6. 光栅的角度响应 !0_/=mA^  
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 衍射特性的相关性 uO>pl37@  
- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 7+;.Q  
- 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。 E/<n"'0ek  
- 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） seVT|z  
- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 E|A~T7G=  
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示例＃1：光栅物体的成像 zY2x_}#Q\"  
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1. 摘要 |kY  
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2. 光栅配置与对准 DVt^O[  
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     d@tf+_Ih  
3. 光栅级次通道的选择 Y$#6%`*#>n  
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示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 5jv*C]z  
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1. 光栅配置和对准 T oT('  
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)0|Q  
I%b5a`7  
2. 基底处理 2.^CIJc  
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2PSkLS&IM  
O`I}Lg]~q  
3. 谐振波导光栅的角响应 ~
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4. 谐振波导光栅的角响应 }=JSd@`_  
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示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 omznSL  
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1. 用于超短脉冲的光栅 i'10qWz  
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2. 设计和建模流程 s8'!1rHd  
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3. 在不同的系统中光栅的交换 .l|
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