[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。 Ca0s
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2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 /Z6lnm7wJ  
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 单光栅分析 tBGL
EeL/.  
−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。 4NID:<  
−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。 )9nW`d+  
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 系统内的光栅建模 b1?^9c#0d  
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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。 TX=894{nGh  
−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。 oE+P=  
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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。 +#eol~j9N  
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3. 系统中的光栅对准 i6WPf:#wr  
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 安装光栅堆栈 \oWpyT _  
−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）。 )8C`EPe  
−参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 JPZp*5c6A  
 堆栈方向 :%h1Q>F  
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 :k_&Zd j,B  
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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）。 K@7%i|H  
- 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 \OVFZ D  
- 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。 _\4#I(  
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 横向位置 J>v[5FX+  
−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。 4,;*sc6*  
−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。 }W'j Dz7O  
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 +UDt2  
 在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 5! );4+  
 通过组件定位选项。 Zy+ERaF|]  
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4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 c~tl0XU1  
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 单光栅分析 T*/I4"  
- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 <\epj=OclV  
 系统内的光栅建模 F2 B(PGa7  
- 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。 FQ4R>@@5  
- 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。  b+a+OI D  
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 1|{s8[;8  
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5. 光栅级次通道选择 F% n}vA`  
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 方向 D\5+2 G  
- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 In1{&sS  
 衍射级次选择 79;uHR&S  
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 KS8@A/f  
- 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。 kKlNhP(  
 备注 ufk2zL8y  
- 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 nT> v  
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6. 光栅的角度响应 )K?7(H/j  
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 衍射特性的相关性 !@lx|=#  
- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 /lR*ab  
- 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。 bXJ(QXHd%  
- 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） O^!ds  
- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 'a0M.*f}G  
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示例＃1：光栅物体的成像 Lx>[`QT  
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1. 摘要 |kh{EUE ;  
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O\f`+Q`0  
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2. 光栅配置与对准 3U^Vz9LW  
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     Ud+,/pE>FA  
3. 光栅级次通道的选择 +w[ZMk
 
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示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 .WKJ37od  
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1. 光栅配置和对准 ym5@SBqIx  
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P7W|e~]Yq  
2. 基底处理 7WH'GoBh  
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3. 谐振波导光栅的角响应 43h06X`  

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V+D5<nICr  
4. 谐振波导光栅的角响应 .n+ ;&5  
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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 '*XIp:  
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1. 用于超短脉冲的光栅 | eCVq(R  
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2. 设计和建模流程 m4h)Wq  
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3. 在不同的系统中光栅的交换 CvRCcSJM\2  
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