[技术]光学系统中的光栅建模——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 c*$&MCh  
Z?|\0GR+`5  
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。 |k3ZdM  
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2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 p*E_Po  
X(kyu,w  
 单光栅分析 !7t,(Id8  
−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。 thcj_BZ8  
−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。 We%-?l:"  
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VqV6)6   
 系统内的光栅建模 i&\N_PUm[  
>7. $=y8b  
−在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 J(F]?H  
−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。 9MA/nybI  

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91|=D \8aE  
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。 #!0le:_  
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3. 系统中的光栅对准 |uVhfD=NG  
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I_N(e|s\U  
 安装光栅堆栈 7JNhCOBB  
−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"ko wp  
−参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 tep_g4CQR_  
 堆栈方向 ?LAKH$t  
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 )$V}tr!  
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 安装光栅堆栈 aGvD  
- 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）。 <kI
g>+  
- 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 Qa~dd{?  
 堆栈方向 %cJ]Ds%V  
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 l}B,SkP^  
- 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 HI6;=~[  
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 横向位置 TZL)jfhj  
−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。 #|`/K[.xd%  
−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。 7RNf)nz  
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 K
IO{6  
 在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 "Wd?U[[  
 通过组件定位选项。 C(7
uvQ  
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4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 ma.yI};
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 单光栅分析 xq1=O  
- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 F3[3~r  
 系统内的光栅建模 %mr  
- 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。 /]4[b!OTJ  
- 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。 f.rc~UI?  
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 $FUWB6M  
U{n< n8  
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5. 光栅级次通道选择 ~3
 4Ly  
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/N(L52mz  
 方向 4RYK9=NH  
- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 rQgRD)_%w  
 衍射级次选择 s>Xx:h6m  
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 l%]S7|PKx  
- 并非总是需要考虑所有衍射级，建议仅使用感兴趣的衍射级。 J8w#J  
 备注 Z'iXuI49  
- 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 Q.:SIBP  
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6. 光栅的角度响应 j<w";I&Diz  
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 衍射特性的相关性 KsI[  
- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 hQ`g B.DR  
- 对于不同的波长/偏振，衍射效率也不同，并且对于不同的入射角，衍射效率也不相同。 xv;'27mUt  
- 为了解决与角度有关的衍射行为，可能需要指定k域中的采样点（等效于角度空间） VE{[52  
- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 {iiHeSD  
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示例＃1：光栅物体的成像 T^YdAQeE  
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1. 摘要
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→ 查看完整应用使用案例 lN"%~n
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2. 光栅配置与对准 2:0'fNX
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3. 光栅级次通道的选择 `0a=A#]1o  
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示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 RL0,QC)e#@  
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1. 光栅配置和对准 ht _fbh(l  
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→ 查看完整应用使用案例 |E:q!4?0  
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2. 基底处理 a?#v,4t^  
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3. 谐振波导光栅的角响应 X1Vx6+[  
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4. 谐振波导光栅的角响应 ox9$aBjJ  
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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 x>MrB  
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1. 用于超短脉冲的光栅 
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→ 查看完整应用使用案例 ?V6A:8t,  
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2. 设计和建模流程 ('yBIb\ue  
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3. 在不同的系统中光栅的交换 " sh%8 <N  
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