[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。 K<#Q;(SFU  
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2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 3W<_J_[  
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 单光栅分析 7Pb:z4j  
−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。 9hbn<Y  
−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。 OE{PP9eh  
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 系统内的光栅建模 /*$B  
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−在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 e<.O'!=7Y  
−这样可以对系统内的光栅进行建模，从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。 LBCat=d<  
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两种建模方法通常可以一起使用，如先优化光栅结构本身，然后将其插入系统。 J.t tJOP  
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3. 系统中的光栅对准 dc]D 8KX  
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 安装光栅堆栈 f>i" j  
−为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 !%8|
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−参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 ` D9sEt_/  
 堆栈方向 *{#l0My  
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 :\Pk>a  
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 安装光栅堆栈- 为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 _,G^#$pH  
- 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 MhaoD5*9  
- 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。 &IZthJqV  
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 横向位置 :)PAj  
−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。 =xf7lN'  
−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。 7y/Pch  
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 -_4ZT^.Lna  
 在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 2u=Nb0  
 通过组件定位选项。 O]/BNacS  
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4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 <}vult^  
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 单光栅分析 mqIcc'6f  
- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 /&T"w,D  
 系统内的光栅建模 1vmK
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- 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。 /-mo8]J#2~  
- 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。 3P&K<M#\  
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 R, J(]ew  
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5. 光栅级次通道选择 'x{E#4A  
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 方向 BY&+fKae  
- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 HAHLF
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 衍射级次选择 zHT22o56X  
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 GK>.R<[
 
- 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。 %YhM?jMW  
 备注 2rG;j52))a  
- 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 ~\C.Nm  
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6. 光栅的角度响应 BPH-g\q  
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 衍射特性的相关性 `62iW3y  
- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 Ck;>
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- 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。 Kj+=?R~}S  
- 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） wQnW2)9!  
- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 <)J83D0$E  
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示例＃1：光栅物体的成像 GmJ4AYEP  
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1. 摘要 8=!BtMd"  
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2. 光栅配置与对准 gFx2\QV  
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3. 光栅级次通道的选择 \TF='@u.  
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示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 !qF U  
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1. 光栅配置和对准 >&mNC\PA  
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2. 基底处理 .*3.47O  
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3. 谐振波导光栅的角响应 t04_~e  
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4. 谐振波导光栅的角响应 ;nDCyn4i]  
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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 G1vg2'A  
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1. 用于超短脉冲的光栅 R[%ZyQ_  
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2. 设计和建模流程 )
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3. 在不同的系统中光栅的交换 n[mVwQ(%  
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