[技术]光学系统中的光栅建模——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 )T?ryp3ev  
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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。 00i9yC8@6  
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2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 ~"k'T9QBY  
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 单光栅分析 {/ta1&xyG  
−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。 2xX7dl(cC  
−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。 y.zQ `  
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 系统内的光栅建模 duI8^&|  
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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。 |($pXVLH`  
−这样可以对系统内的光栅进行建模，从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。 x+pFu5,  
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两种建模方法通常可以一起使用，如先优化光栅结构本身，然后将其插入系统。 PsLCO(26  
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3. 系统中的光栅对准 >L%%B-  
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 安装光栅堆栈 Ev%\YI!MaY  
−为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 3r\QLIr L8  
−参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 g=)@yZ3>v  
 堆栈方向 5M*p1^ >  
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 [Mi~4b  
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 安装光栅堆栈 zSu2B6YU}  
- 为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 qVfOf\x.e  
- 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 T4[eBO  
 堆栈方向 \21!NPXH2  
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 _xJ&p$&  
- 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 C
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 横向位置 S7bSR?~L[  
−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。 .FeEK(  
−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。 w"~T5%p  
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 [Y[|:_+5  
 在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 %:NI@59  
 通过组件定位选项。 FX{Sb"  
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4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 `!i>fo~  
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 单光栅分析 ]]+"`t,-  
- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 2'D2>^os  
 系统内的光栅建模 >">-4L17m  
- 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。 ;yr'K  
- 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。 +U[A.^t  
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 ujaaO6oZ7  
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5. 光栅级次通道选择 \n}
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 方向 >6c{CYuT  
- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 MZ0 J/@(  
 衍射级次选择 \Q]7Hw<  
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 Lx.X#n.]T  
- 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。 8IO4>CMkv  
 备注 _s^sZ{'2_  
- 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 O[!]/qP+.  
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6. 光栅的角度响应 e7-U0rrE  
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 衍射特性的相关性 BV|LRB}G  
- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 GujmBb  
- 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。 PAJt M  
- 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） o<Q~pd#Ip,  
- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 )Zox;}WK+  
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示例＃1：光栅物体的成像 ZjWI~"]  
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1. 摘要 @PutUYz  
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→ 查看完整应用使用案例  Hi#hf"V  
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2. 光栅配置与对准 r3'0{Nn+  
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3. 光栅级次通道的选择 `@RTfBBg  
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示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 uWkW T.>$  
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1. 光栅配置和对准 ,?S1e#  
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→ 查看完整应用使用案例  Z/RSZ-  
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2. 基底处理 .kcyw>T`I  
5<YV`T{5Kl  
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&.F]-1RN[  
3. 谐振波导光栅的角响应 _\;0E!=p  
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S"HdjEF7\  
4. 谐振波导光栅的角响应 t^ Ge"  
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c^3,e/H  
示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 0fu*}v"  

@Z.BYC  
1. 用于超短脉冲的光栅 *O_>3Hgl  
-Gy=1W`09  
Z-:T')#Cf  
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→ 查看完整应用使用案例 ]n}aePl}oU  
AO, o|,#4F  
2. 设计和建模流程 5\V""fH  
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3. 在不同的系统中光栅的交换 ox*1F+Xri  
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