[技术]光学系统中的光栅建模——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 sq_ f[!  
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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。 q%nWBmPZ~y  
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2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 :AL nm0d  
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 单光栅分析 hDCR>G  
−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。 ^]K_k7`I  
−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。 alyWp  
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 系统内的光栅建模 O.i.<VD7  
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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。 DKR2b`J  
−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。 Q/I/>6M7UZ  
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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。 ;tlvf?0!  
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3. 系统中的光栅对准 w=,bF$:fIW  
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 安装光栅堆栈  (cx Q<5  
−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）。 1 Qln|b8<  
−参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 0 *2^joUv  
 堆栈方向 
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−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 @kd`9Yw  
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 安装光栅堆栈 $i1$nc8  
- 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）。 %py3fzg  
- 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 W^k95%zBM  
 堆栈方向 k..AP<hH  
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 BlnR{Y  
- 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 id+ ~ V  
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 横向位置 g8kS}7/  
−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。 2u Zb2O  
−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。 SMonJ;Y  
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 4K5  
 在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 {>g{+Eq  
 通过组件定位选项。 rny(8z%Ck-  
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4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 ~[<C6{  
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 单光栅分析 LY-,cXm&|  
- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 "%lIB{  
 系统内的光栅建模 /z!Tgs4  
- 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。 # ~Doz7~  
- 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。 0CO@@`~4  
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 1J([*)  
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5. 光栅级次通道选择 ulE5lG0c  
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 方向 4M#i_.`z  
- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 60;_^v  
 衍射级次选择 LTxP@pr  
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 {xx}xib3  
- 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。 |sdG<+  
 备注 :_}xN!9LA  
- 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 _K}q%In  
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6. 光栅的角度响应 ? X6M8`  
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 衍射特性的相关性 |.VSw  
- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 FQJiLb._Z  
- 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。 Fei5'  
- 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） (<YBvpt4>  
- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 EB| iW2'  
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示例＃1：光栅物体的成像 3m= _a  
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1. 摘要 b"uO BB  
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→ 查看完整应用使用案例 )by7[I0v  
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2. 光栅配置与对准 VcGl8~#9  
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3. 光栅级次通道的选择 s]%Cz\  
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示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 (IBT|
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1. 光栅配置和对准 D#UuIZ  
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→ 查看完整应用使用案例 #m,H1YH M  
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2. 基底处理 R|n  
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3. 谐振波导光栅的角响应 K_;vqi^1^&  
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4. 谐振波导光栅的角响应 B~w$j/sWU  
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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 nd]SI;<  
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1. 用于超短脉冲的光栅 C< 9x\JY%  
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→ 查看完整应用使用案例 r }lGcG)  
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2. 设计和建模流程 x"{aO6M  
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3. 在不同的系统中光栅的交换 SLKplLO  
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