[技术]光学系统中的光栅建模——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 ^`";GnH0  
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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。 # M/n\em"X  
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2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 s<!G2~T  
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 单光栅分析 e8xq`:4Y
 
−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。 S8/~'<out  
−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。 SQ2v  
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 系统内的光栅建模 !Ea!"}  

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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。 *|\bS "  
−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。 sa o&  
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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。 6X h7Bx1  
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3. 系统中的光栅对准 ,s3|  
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 安装光栅堆栈 [=jZP,b&),  
−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）。 ~//9Nz~;3  
−参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 >_yL@^  
 堆栈方向 {*O+vtir%  
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 mm:TR?^  
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 安装光栅堆栈 gF)-Ci  
- 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）。 Kj @<$ChZw  
- 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 8
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 堆栈方向 @~ke=w6&pe  
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 Fik;hB  
- 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 Ep./->fOA  
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 横向位置 #!O)-dyF  
−对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时，必须考虑光栅的横向位置。 T>nH=  
−例如，激光束（紧密地）聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上，效果可能会大不相同。 O8\f]!O(  
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 &&C70+_po  
 在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 Q}B]b-c+E  
 通过组件定位选项。 8h=m()Eu  
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4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 18F}3t??  
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 单光栅分析 uNuFD|aQ.  
- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 R~a9}&  
 系统内的光栅建模 L1!~T+%uQ  
- 但是，任何现实的光栅结构都放置在基底上，使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 MhHh`WUGh  
- 平面建模考虑了菲涅耳损耗，但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 bskoi;)u  
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 nrev!h  
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5. 光栅级次通道选择 Z9M$*Z
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 方向 3;Yd"  
- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 -n|>U:  
 衍射级次选择 iLBORT!;  
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 FvVC 2Z  
- 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。 \f4rA
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 备注 [Y*>x2X  
- 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 Ve"(}z  
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6. 光栅的角度响应 80Hi v  
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 衍射特性的相关性 %Jh(5  
- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 M.y!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。 b3>zdS]Q  
- 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） bFN/{^SB  
- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 , 2#Q>  
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示例＃1：光栅物体的成像 g9^\QYh!  
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1. 摘要 5%9Uh'y#  
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2. 光栅配置与对准 0!YVRit\N  
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3. 光栅级次通道的选择 Peph..8Z  
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示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 x7E]
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1. 光栅配置和对准 S)zw[m  
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→ 查看完整应用使用案例 <7ANXHuSW  
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2. 基底处理 8i;drvf  
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3. 谐振波导光栅的角响应 Jgr;'U$  
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4. 谐振波导光栅的角响应 <Tgubv+J  
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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 sx+k V A  
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1. 用于超短脉冲的光栅 3
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→ 查看完整应用使用案例 rC|nE=i  
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2. 设计和建模流程 z"7?I$NQ  
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3. 在不同的系统中光栅的交换 w-)JCdS6Tb  
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