[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。 jkfc=O6^  
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6~c:FsZ)  
2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 ($r-&]y  
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 单光栅分析 cCbZ*  
−通过主窗口“光栅”菜单，可以进入仅针对光栅的特殊评估环境。 %oHK=],|1  
−它有助于分析和可视化光栅的衍射特性，例如衍射角度和效率。 :"I!$_E'  
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MC;2.e`  
 系统内的光栅建模 0 pPSg9  
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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。 YzVhNJ
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−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。 E]dmXH8A  
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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。 I::|d,bR!  
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3. 系统中的光栅对准 b ]u01T-  
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 安装光栅堆栈 P:&X1MC  
−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）。 2v?fbrC5c  
−参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 On-zbE  
 堆栈方向 L(
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−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 yr/G1?k%ML  
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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）。 '|^x[8^  
- 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 k{ ~0BK  
- 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。 ]I'dnd3e  
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+o-jMvK9  
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 横向位置 T7
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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。 <NXJ&xs-+  
−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。 G4](!f!Kv  
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 3t9Weo)  
 在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 y~n1S~5cI  
 通过组件定位选项。 *WaqNMD[%  
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4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 ->L>`<7(  
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 单光栅分析 a'Yi^;2+\  
- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 Q>(a JF  
 系统内的光栅建模 L Q0e@5  
- 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。 GRh430V[  
- 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。 6GA+xr=  
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 @2g <d  
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5. 光栅级次通道选择 2F :8=_sA  
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 方向 U0Uy C  
- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 LwYWgT
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 衍射级次选择 Z C<+BKS  
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。
$C{,`{=  
- 并非总是需要考虑所有衍射级，建议仅使用感兴趣的衍射级。 < 1[K1'7h  
 备注 TJCE6QG  
- 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 h0$Y;=YA  
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6. 光栅的角度响应 $*|M+ofQ  
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 衍射特性的相关性 "hi03k  
- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 ,Qs%bq{t  
- 对于不同的波长/偏振，衍射效率也不同，并且对于不同的入射角，衍射效率也不相同。 ,x$^^  
- 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） T'{9!By,P  
- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 =f!clhO  
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示例＃1：光栅物体的成像 XO+rg&Pu
 
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1. 摘要 P ^ 4 @  
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2. 光栅配置与对准 HItN
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3. 光栅级次通道的选择 /ywP 0  
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示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 7B)1U_L0H  
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1. 光栅配置和对准 5C&*PJ~WA  
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2. 基底处理 M(zZ8#  
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3. 谐振波导光栅的角响应 _bi)d201  
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4. 谐振波导光栅的角响应 ykx^RmD`~  
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   ]jFl?LA%7  
示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 4A6Yl6\Y
 
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1. 用于超短脉冲的光栅 B+snHabS6  
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2. 设计和建模流程 4uo`XJuQ  
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3. 在不同的系统中光栅的交换 lU%}_!tp3/  
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