[技术]光学系统中的光栅建模——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 9Pd*z>s  
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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。 Hy{ Q#fq  
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2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 ujW1+Oj=~  
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 单光栅分析 lC97_T  
−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。 *cWmS\h|  
−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。 /EwGW  
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*X%m@KLIKv  
 系统内的光栅建模 e2CV6F@a  
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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。 N#N0Q0W=  
−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。 SEKN|YQV/t  
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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。 Bz8 &R|~>"  
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3. 系统中的光栅对准 4yMW^:@  
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 安装光栅堆栈 zH)_vW  
−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）。 TOl}U  
−参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 dAx96Og:X"  
 堆栈方向 jm>3bd  
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 'p)Q68;&  
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 安装光栅堆栈 OQ_stE2i  
- 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）。 [nN7qG  
- 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 jStmS2n  
 堆栈方向 B_3QQtjAl  
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 pLoy  
- 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 /<)-q-W;  
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 横向位置 P1 +"v*  
−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。 7r{qJ7$%  
−例如，激光束（紧密地）聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上，效果可能会大不相同。 )&NAs  
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 vg%QXaM  
 在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 f%^'P"R  
 通过组件定位选项。 /dHs &SU,  
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4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 Wz=OSH7"f  
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 单光栅分析 gzfbzt}?  
- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 J2Et-Cz1  
 系统内的光栅建模 /MMtTB H  
- 但是，任何现实的光栅结构都放置在基底上，使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 OS7RQw1  
- 平面建模考虑了菲涅耳损耗，但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 vx0UoKX  
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 vd~U@-C=R  
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5. 光栅级次通道选择 B#N7qoi  
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 方向 ~^o=a?L`<  
- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 k'13f,o}  
 衍射级次选择 aPIr_7e  
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 HFh /$VM  
- 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。 @6.]!U4w  
 备注 L=A\ J^%  
- 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 tjzA)/T,4  
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6. 光栅的角度响应 9`X&,S~e  
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 衍射特性的相关性 Y}1P~  
- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 aPBX=;(  
- 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。 wa?+qiWnrl  
- 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） PZ]5Hf1"  
- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 }brr ))  
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示例＃1：光栅物体的成像 N du7nKG  
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1. 摘要 Q_lu`F|  
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2. 光栅配置与对准 i7v/A&Rc  
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3. 光栅级次通道的选择 eiB(VOJ  
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示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 ![H
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1. 光栅配置和对准 f(.6|mPp  
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→ 查看完整应用使用案例 Tg\hx>  
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2. 基底处理 3:O+GQ*  
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3. 谐振波导光栅的角响应 wLSjXpP8  
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4. 谐振波导光栅的角响应 3Pa3f >}-  
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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 &08Tns"  
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1. 用于超短脉冲的光栅 , Z4p0M
 
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→ 查看完整应用使用案例 2}|vWKej{  
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2. 设计和建模流程 .yG8B:7N2  
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3. 在不同的系统中光栅的交换 B ;;cbY  
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