[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。 ~x'8T!M{  
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2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 !fAvxR  
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 单光栅分析 I(BJ1 8F$  
−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。 0#Ug3_dfr  
−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。 -WyB2$!(  
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 系统内的光栅建模 >ZPu$=[W  
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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。 sxF2ku4A  
−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。 [vb#W!M&|  
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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。 1nvT={'R  
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3. 系统中的光栅对准 {GCp5  
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 安装光栅堆栈 A~>B?Wijqg  
−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）。 "-Nyf  
−参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 #G
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 堆栈方向 E3S0u7Es  
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 'Tqusr>lPY  
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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）。 a[zVC)N0  
- 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 4<1V  
- 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。 OC,yLQ  
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 横向位置 _f>)G3p  
−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。 Xs$a^zZ  
−例如，激光束（紧密地）聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上，效果可能会大不相同。 @m`H~]AU  
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 qycf;Kl:6  
 在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 Q8l vwip  
 通过组件定位选项。 FR'Nzi$  
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4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 "#8^":,4  
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 单光栅分析 69ycP(  
- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 ^a3 (QKS  
 系统内的光栅建模 }NV<k
 
- 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。 SV95
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- 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。 "[z/\l8O  
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 ^-~=U^2tC  
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5. 光栅级次通道选择 Ei<+{P(t0  
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 方向 U/v)6:j)4R  
- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 %Y|AXxR  
 衍射级次选择 rfgsas{F  
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 8"ZcKxDk  
- 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。 Ut1s~b1  
 备注 e2nZwPH  
- 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?  
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6. 光栅的角度响应 RJT55Rv{  
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 衍射特性的相关性 4 #lLC-k  
- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 JiA1yt  
- 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。 1T,Bd!g  
- 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） @JP6F[d  
- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 5*B'e{C  
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示例＃1：光栅物体的成像 Xh~oDnP  
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1. 摘要 9(KffnE^  
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2. 光栅配置与对准 [R~@#I P!  
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3. 光栅级次通道的选择 -fK_F6_\]  
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示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 <%`z:G3  
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1. 光栅配置和对准 >4T7DMy  
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2. 基底处理 \5) ZI'q  
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Vf(n  
3. 谐振波导光栅的角响应 0@#d($'1?Z  
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3\P/4GK)  
f%STkL)  
4. 谐振波导光栅的角响应 d[ce3':z  
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   w:9n/[  
示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 j 2Jew  
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1. 用于超短脉冲的光栅 ~eGtoEY  
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DTx>^<Tk  
2FTJxSC  
*>Zq79TG  
2. 设计和建模流程 u O~MT7~[X  
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3. 在不同的系统中光栅的交换 4*+)D8  
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