[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。 #!@ ]%4  
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2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述  >S/>2e:  
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 单光栅分析 Vi-@z;k  
−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。 8Qy |;T}  
−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。 w]XBq~KO  
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 系统内的光栅建模 _<Tz1>j=  
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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。 $a1.c;NE'  
−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。 4TV9t"Dk+c  
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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。 Yuck]?#0  
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3. 系统中的光栅对准 s5@^g8(+C  
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 安装光栅堆栈 i ib-\j4d  
−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）。 Rk^&ras_  
−参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 9m>_qWaA  
 堆栈方向 E2cmT$6  
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 sj2+|>
 
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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）。 dXQWT@$y!E  
- 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 ?:c hAN@  
- 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。 14O/R3+  
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 横向位置 mqpZby  
−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。 +`xp+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。 ! >V1zk  
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 420K fVA  
 在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 w@R-@
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 通过组件定位选项。 F{S.f1Bsp  
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4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 oz--gA:g  
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 单光栅分析 OXo-(HLE  
- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 ]|oqJ2P  
 系统内的光栅建模 GU9
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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。 !G37K8&&*  
- 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。 Mmn[ol
  
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 1RLSeT  
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5. 光栅级次通道选择 -Q/Dbz#-  
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 方向 FM5$83Q  
- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 q~Ud>{  
 衍射级次选择 1*5n}cU~  
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 q\\J9`Q$J  
- 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。 R_csKj  
 备注 '5IJ;4k  
- 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 F+X3CB,f  
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6. 光栅的角度响应 Y\lBPp0{\v  
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 衍射特性的相关性 !Lo{zTDW  
- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 4o_1F).\D  
- 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。 (%bfNs|  
- 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） ;YB8X&H$  
- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 _=
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示例＃1：光栅物体的成像 jRGG5w}  
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1. 摘要 l{
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2. 光栅配置与对准 \]^|IViIQ  
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3. 光栅级次通道的选择
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示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 3>;U||O  
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1. 光栅配置和对准 9t=erhUr  
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2. 基底处理 e{"d6pF=  
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3. 谐振波导光栅的角响应 w+}KX><r  
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4. 谐振波导光栅的角响应 Z$2mVRS`c  
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示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 O#9Q+BD  
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1. 用于超短脉冲的光栅 0ro)e~_@*  
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S7-?&[oeJ  
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0(teplo&P  
594$X@!v  
1298&C@  
2. 设计和建模流程 H3MT.Cpd  
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3. 在不同的系统中光栅的交换  c,x2  
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