[技术]光学系统中的光栅建模——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 @~ 6,8nQ  
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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。 xR~9|H9a  
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2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 >~}}*yp  
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 单光栅分析 j|-{*t{/x  
−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。 DeK&_)g| Z  
−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。 )\PPIY>iP  
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 系统内的光栅建模 Y@l>4q")  
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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。 {3@"}Eh  
−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。 wn Q% 'Eo  
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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。 P[K42mm  
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3. 系统中的光栅对准 oK@_  
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 安装光栅堆栈 $aC%&&+wG  
−为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 {>h,@  
−参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 ]|8*l]oc  
 堆栈方向 FT;I|+H*P  
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 !*!i&0QC~R  
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 安装光栅堆栈 GLiD,QX<  
- 为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 ,<O|#`?"@G  
- 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 p?,T%G+gqO  
 堆栈方向 m?y'Y`  
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 1SG^g*mf  
- 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 G\C>fwrP_  
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 横向位置 jmr1e).];  
−对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时，必须考虑光栅的横向位置。 #gSIa6z1W  
−例如，激光束（紧密地）聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上，效果可能会大不相同。 S]<%^W'  
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 rPx:o}&<  
 在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 w)<h$<tU  
 通过组件定位选项。 ]
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4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 "ZR^w5  
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 单光栅分析 :^J'_  
- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 1z-Q~m@@  
 系统内的光栅建模 ,3bAlc8D7  
- 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。 t}>"nr0  
- 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。 Stk'|-z  
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 n_S)9C'=  
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5. 光栅级次通道选择 MB"<^ZX  
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 方向 lQt* LWd[  
- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 deqL  
 衍射级次选择 I`[s(C>3@  
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 9UcSQ"D  
- 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。 e)kVS}e?  
 备注 oF=UjA  
- 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 c n^z=?  
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6. 光栅的角度响应 k(R&`  
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 衍射特性的相关性 r=:o$e  
- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 (nt=  
- 对于不同的波长/偏振，衍射效率也不同，并且对于不同的入射角，衍射效率也不相同。 \"=b8x  
- 为了解决与角度有关的衍射行为，可能需要指定k域中的采样点（等效于角度空间） 0RkiD8U5  
- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 (db4.G+0  
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示例＃1：光栅物体的成像 ;`}b .S=n  
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1. 摘要 '/Ag3R  
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→ 查看完整应用使用案例 @1tv/W  
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2. 光栅配置与对准 x[1(cj  
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3. 光栅级次通道的选择 +,A7XBn  
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示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 hwB>@r2  
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1. 光栅配置和对准 ,]8$QFf  

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→ 查看完整应用使用案例 (Gpk;DD  
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2. 基底处理 =~F.7wq*^  
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3. 谐振波导光栅的角响应 =VM4Q+'K  
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4. 谐振波导光栅的角响应 U8s&5~IPn  
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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 ? bnhx  
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1. 用于超短脉冲的光栅 {rWFgn4Li  
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→ 查看完整应用使用案例 7n*[r*$  
7d"gRM;  
2. 设计和建模流程 ~Y /55uC  
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3. 在不同的系统中光栅的交换 1X$hwkof  
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