[技术]光学系统中的光栅建模——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 +_:Ih,-   
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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。 XXuU@G6Z7$  
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2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 v :6`(5  
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 单光栅分析 #q==GT7  
−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。 F=iz\O!6  
−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)c9]1qly  
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 系统内的光栅建模 [p}J=1S  
8@6:UR.)  
−在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 o6xl,T%  
−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。 hrU.QF8  
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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。 n$5,B*  
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3. 系统中的光栅对准 "4`h -Y  
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 安装光栅堆栈 ll[U-v{  
−为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 Z7k {7  
−参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 wbd>By(T1  
 堆栈方向 7k+UCiu>  
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 qFe|$rVVIl  
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 安装光栅堆栈 +;:i,`Lmg  
- 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
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- 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 aina6@S  
 堆栈方向 !?O:%QG  
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 :!g|0CF_  
- 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 {Swou>X4  
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 横向位置 H'?Bx>X  
−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。  EvTdwX.H  
−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。 fJc,KZy  
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 s67$tlV  
 在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 .LnXKRd{  
 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 5xTm]
  
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 单光栅分析 (;~[}"  
- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 |],{kUIXO
 
 系统内的光栅建模 N7+K$)3  
- 但是，任何现实的光栅结构都放置在基底上，使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 iu*u|e  
- 平面建模考虑了菲涅耳损耗，但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 !G`w@E9M)  
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 F4kU) i  
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5. 光栅级次通道选择 s:I^AL5  
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 方向 lSXhHy  
- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 CEqfsKrsxE  
 衍射级次选择 ou,W|<%  
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 d@,q6R}!MP  
- 并非总是需要考虑所有衍射级，建议仅使用感兴趣的衍射级。 aH'^`]'_=  
 备注 EU>@k{Qt  
- 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 I?bL4u$\  
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6. 光栅的角度响应 PCt&66F   
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 衍射特性的相关性 V&h,v%$  
- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 Axj<e!{D  
- 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。 C[gSiL  
- 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） 5>h2WL  
- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 m='+->O*'l  
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示例＃1：光栅物体的成像 )TRDM[u  
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1. 摘要 ZPZ1 7-  
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→ 查看完整应用使用案例 D=9x/ ) *G  
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2. 光栅配置与对准 P5] cEZ n  
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3. 光栅级次通道的选择 B: {bmvy  
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示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 &,NHk9.aq  
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1. 光栅配置和对准 Hb!Q}V+Kb8  
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2. 基底处理 #-e3m/>  
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3. 谐振波导光栅的角响应 Oe2Tmvl  
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4. 谐振波导光栅的角响应 y6:=2(]w<p  
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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 BT`/OD@  
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1. 用于超短脉冲的光栅 6pr}A  
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→ 查看完整应用使用案例 XPWK"t01  
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2. 设计和建模流程 !t;$n!7<  
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3. 在不同的系统中光栅的交换 <=19KSGFt  
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