[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。 .xuLvNyQr  
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2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 5@bLDP  
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 单光栅分析 bN@V=C3  
−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。 MOY.$M,1  
−它有助于分析和可视化光栅的衍射特性，例如衍射角度和效率。 MRiQaUg2  
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 系统内的光栅建模 kN>%y&cK  
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−在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 :f?\ mVS+  
−这样可以对系统内的光栅进行建模，从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。 +.&#whEw(i  
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两种建模方法通常可以一起使用，如先优化光栅结构本身，然后将其插入系统。 DTk)Y-eQ  
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3. 系统中的光栅对准 ]
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 安装光栅堆栈 [WnX'R R  
−为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 <Vm+Lt9  
−参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 mK5<;$  
 堆栈方向 kMAQHpDD  
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 :XEP: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）。 VG^*?62  
- 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 \dTX%<5D  
- 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。 N_lQz(nG/2  
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 横向位置 at
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−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。 0m$f9b|Q?  
−例如，激光束（紧密地）聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上，效果可能会大不相同。 u~7m
H  
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 Ikql  
 在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 im|( 4f  
 通过组件定位选项。 X:bv ?o>Y  
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4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 G=/a>{  
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 单光栅分析 |9T3" _MmJ  
- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 b}< T<  
 系统内的光栅建模 [Hw  
- 但是，任何现实的光栅结构都放置在基底上，使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 1Y4=D  
- 平面建模考虑了菲涅耳损耗，但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 F
]DRT6)  
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 zgRZgVj  
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5. 光栅级次通道选择 +?Vj}p;  
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 方向 H6%QM}t  
- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 "<uaG?:  
 衍射级次选择 "S)2<tV  
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 ms2y[b  
- 并非总是需要考虑所有衍射级，建议仅使用感兴趣的衍射级。 Uyf<:8U\  
 备注 JoeU J3N  
- 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 ([SrIG>X  
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6. 光栅的角度响应 BK`NPC$a  
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 衍射特性的相关性 [mwJ*GJ-  
- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 j06?Mm_c2  
- 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。 7R9.g6j  
- 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） Bu
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- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 C_xOk'091  
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示例＃1：光栅物体的成像 *FhD%><  
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1. 摘要 b{Srd3  
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2. 光栅配置与对准 ybnq;0}$  
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     )gM3,gSS  
3. 光栅级次通道的选择 @ qFE6!  
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   Mou@G3  
示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 J6m`XC  
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1. 光栅配置和对准 bOIVe  
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2. 基底处理 1|K>V;C  
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3. 谐振波导光栅的角响应 Zmx[u_NG  
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NF?FEUoxz  
4. 谐振波导光栅的角响应 }h+_kRQ  
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   b0\'JZ  
示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 ONx|c'0g  
ZqI.n4:9  
1. 用于超短脉冲的光栅 D+ki2UVt&  
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HSt|Ua.c/h  
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2. 设计和建模流程 Q:iW k6  
?nm:e.S+?  
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Y`FGD25`  
3. 在不同的系统中光栅的交换 )G(6=l*  
Lh=~3  
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