[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。 oe*&w9Y}&  
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2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述  ke#;1  
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 单光栅分析 bZ9NnSuH  
−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。 j>Z]J'P  
−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。 LA?\~rh!  
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 系统内的光栅建模 !TOi]`vqc  
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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。 H|)1T-%  
−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。 5y3TlR  
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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。 oyt//SE  
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3. 系统中的光栅对准 9f^PR|F  
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 安装光栅堆栈 AMd)d^;  
−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）。 y,&M\3A  
−参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 YU=ZZEVi  
 堆栈方向 `,Nn4  
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 M#cr*%  
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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）。 daIL> c"  
- 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 8KtgSash  
- 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。 ~Ex.
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 横向位置 bjBeiKH  
−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。 _`_IUuj$E  
−例如，激光束（紧密地）聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上，效果可能会大不相同。 8q [c  
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 GD[
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 在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 t/*K#]26  
 通过组件定位选项。
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4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 eq~c  
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 单光栅分析 As+;qNO  
- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 Ejms)JK+  
 系统内的光栅建模 _ML~c&9jv  
- 但是，任何现实的光栅结构都放置在基底上，使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 l-S'ATZ0p  
- 平面建模考虑了菲涅耳损耗，但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 nheU~jb  
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 ,=Nw(GI  
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5. 光栅级次通道选择 #t@x6Vt  
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 方向 :@ E1Pun?  
- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 4`6c28K0?  
 衍射级次选择 3_MS'&M  
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 (.,'}+1  
- 并非总是需要考虑所有衍射级，建议仅使用感兴趣的衍射级。 Q+d.%qhc  
 备注 _@!QY   
- 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 z,bX.*.-  
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6. 光栅的角度响应 9$+^"ilk  
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 衍射特性的相关性 :4ja@~  
- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 @fqV0l!GR  
- 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。 ?+n&hHRg  
- 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） =_RcoG/^~  
- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 j/H>0^  
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示例＃1：光栅物体的成像 #0bO)m+NZ  
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1. 摘要 f v E+.{  
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2. 光栅配置与对准 l'*^$
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3. 光栅级次通道的选择 1,"I=  
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示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 %G;0T
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1. 光栅配置和对准 (O\U /daB  
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2. 基底处理 >~I#JQ%  
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3. 谐振波导光栅的角响应 o#qH2)tb  
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4. 谐振波导光栅的角响应 KZ=
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   L}'Yd'  
示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 *7ZGq(O  
V=pMq?Nr  
1. 用于超短脉冲的光栅 UMV)wy|j  
#j;Tb2&w  
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w|IjQ1{  
eD%HXGe  
a1Hz3y~S/  
4&QUh+F  
2. 设计和建模流程 UuU/c-.  
X) V7bVW  
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zuSq+pxL@  
3. 在不同的系统中光栅的交换 vY6oVjM  
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