[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。 U!E}(9 tb
 
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2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 i CB:p  
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 单光栅分析 Ug4o2n0sk  
−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。 +rhBC V  
−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。 G|||.B8  
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 系统内的光栅建模 yL -}E  
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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。 8U7dd[  
−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。 sI09X6)  
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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。 ""_B3'  
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3. 系统中的光栅对准 BHErc\ITP  
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 安装光栅堆栈 A>HCX 4i  
−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）。 `O;4b#!g  
−参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 o02G:!gB  
 堆栈方向 vo2GFo  
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 G)_Zls2;  
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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）。 {z;4t&5  
- 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++q5bg@)  
- 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。 Gvvw:]WgF  
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 横向位置 UnEgsfN  
−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。 ]!a?Lr  
−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。 ]&`
=p{Z  
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 _>?.MUPB  
 在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 ]^i^L  
 通过组件定位选项。 >.G#\w  
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4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 $jv"$0Fc  
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 单光栅分析 ^!n|j]aw  
- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。
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 系统内的光栅建模 OPogH=vf  
- 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。 {K?e6-N(z  
- 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。 'T3xZ?*q=  
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 G-;EB  
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5. 光栅级次通道选择 i'^! SEt  
XV`8Vb  
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 方向 >B*
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- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 02T'B&&~  
 衍射级次选择 $+Z2q<UT  
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 *~b~y7C  
- 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。 `VDvxl@1  
 备注 \~zm_-Hw@Y  
- 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 }n'W0Sa  
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6. 光栅的角度响应 Y4
X`(\A  
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 衍射特性的相关性 )V*`(dn'zm  
- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 Uty0mc(  
- 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。 }qZ^S9  
- 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 -fmA?\  
- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 && PZ;  
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示例＃1：光栅物体的成像 W`TSR?4~t?  
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1. 摘要 &0J8ICd=  
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b' ~WS4xlD  
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2. 光栅配置与对准 %P(2uesd  
   HYY+Fv5  
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     kV!1k<f  
3. 光栅级次通道的选择 0(&Rm
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[ <k&]Kv  
   R9QW%!:,\2  
示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 B+pLW/4l  
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1. 光栅配置和对准 1|:;~9n<t  
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2. 基底处理 +"~*L,ken0  
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vu*9(t)EC  
3. 谐振波导光栅的角响应 eiRVw5g  
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Ky*<j  
4. 谐振波导光栅的角响应 ng6E&<Z  
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   G(t&(t`[  
示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 \{ C ~B;=  
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1. 用于超短脉冲的光栅 Z1;+a+S=z  
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]+tO  
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2. 设计和建模流程 dwiLu&]u  
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r'XWt]B+[  
3. 在不同的系统中光栅的交换 Qk@BM  
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