[技术]光学系统中的光栅建模——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 o/AG9|()4  
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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。 jWdviS9&g  
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2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 x^s,<G  
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 单光栅分析 (-C)A-Uo&  
−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。 VDxm|7  
−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。 aCZ0-X?c  
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 系统内的光栅建模 .; MS78BR  
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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。 ((M,6Q}  
−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。 /?.?1-HM  
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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。 86#l$QaK{  
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3. 系统中的光栅对准 Du_5iuMh  
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 安装光栅堆栈 c>bns/f  
−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）。 VEps|d3,,  
−参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 poz_=,c  
 堆栈方向 .}__XWK5  
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 fU6YJs.H^8  
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 安装光栅堆栈 J2O,wb)U  
- 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）。 qda 2  
- 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 @.;+WQE  
 堆栈方向 x?AG*' h&  
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 YZ~MByu  
- 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 M`Y^hDl6  
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 横向位置 z:Am1B  
−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。 \%7*@&  
−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。 e!VtDJDS  
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 [CQR  
 在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 ysnW3q!@  
 通过组件定位选项。 JBY.er`6C  
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4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 |))NjM'ZBl  
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 单光栅分析 PVb[E03  
- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 >)M{^  
 系统内的光栅建模 "L3mW=!*  
- 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。 5dj" UxH  
- 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。 TOwqr T/  
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 _LJF:E5L  
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5. 光栅级次通道选择 &%OY"Y~bI!  
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 方向 f.w",S^  
- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 XIwJhsYZ'9  
 衍射级次选择 lu.]R>w  
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 QFP9"FM5F  
- 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。 a=2.Y?  
 备注 Mj@2=c  
- 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 lDL&":t  
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6. 光栅的角度响应 Z- feMM  
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 衍射特性的相关性 C]

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- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 Im;%.J  
- 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。 HLWffO/  
- 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） b~aM=71  
- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 8?Zhh.  
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示例＃1：光栅物体的成像 6?a`'&  
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1. 摘要 GRcPzneiz  
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→ 查看完整应用使用案例 i.mv`u Dm  
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2. 光栅配置与对准  \0)jWCK  
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3. 光栅级次通道的选择 _ $a3lR  
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示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 6q^$}eOt  
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1. 光栅配置和对准 ">[#Ops-;$  
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→ 查看完整应用使用案例 e"hfeNphz  
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2. 基底处理 H~FI@Cf$L  
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3. 谐振波导光栅的角响应 Wj.t4XG!  
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4. 谐振波导光栅的角响应 xX&B&"]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
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1. 用于超短脉冲的光栅 GlJ[rD  
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→ 查看完整应用使用案例 'x%gJi#  
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2. 设计和建模流程 "}71z  
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3. 在不同的系统中光栅的交换 J.UNw8z  
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