[技术]光学系统中的光栅建模——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 _W*
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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。 rReZ$U  
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2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 Md[nlz  
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 单光栅分析 TZ
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−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。 J2H8r 'T  
−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。 Md_\9G .e  
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 系统内的光栅建模 +]|J  
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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。 H,=??wN  
−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。 Jo h&Ay  
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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。 dmrM %a}W-  
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3. 系统中的光栅对准 K=Fcy#,f  
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 安装光栅堆栈 1p9f& w  
−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）。 c6dL S  
−参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 |2c'0Ibu  
 堆栈方向 .Fh5:WN  
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 vC J  
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 安装光栅堆栈 n&
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- 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）。 <h7C_^L10\  
- 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 HcQ{ok9u  
 堆栈方向 4U>  
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 D@d/O  
- 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 a50{gb#  
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 横向位置 -@L*i|A  
−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。 U4zyhj  
−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。 O&\;BF5:R  
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 "2qp-'^[c  
 在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 0V`0="rQ  
 通过组件定位选项。 1"~@UcJ  
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4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 /_woCLwQ#  
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 单光栅分析 Scs \nF2  
- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 aeE9dV~  
 系统内的光栅建模 0rA&_K[#-<  
- 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。 w]F(o  
- 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。 =JNoC01D  
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 )UZ 's>O  
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5. 光栅级次通道选择 EQz`o+  
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 方向 RP z0WP  
- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 O\B_=KWDO  
 衍射级次选择 *V3}L Z  
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 N~g'Z `  
- 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。 ;&^S-+  
 备注 -&D~TL#  
- 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 *w59BO&M4  
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6. 光栅的角度响应 avykg(  
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 衍射特性的相关性 QpAK]  
- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 4U~[8U}g  
- 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。 *>9#a0cp  
- 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） =MRg  
- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 oAA%pZ@  
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示例＃1：光栅物体的成像 DU4NPys]y  
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1. 摘要 {SbA(a?B  
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2. 光栅配置与对准 J,_I$* _0  
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3. 光栅级次通道的选择 e 9U\48  
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示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 6K5KZZG  
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1. 光栅配置和对准 z0t6}E<VIR  
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→ 查看完整应用使用案例 u7UqN  
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2. 基底处理 A5Qzj]{ba  
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3. 谐振波导光栅的角响应 $h`?l$jC(@  
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4. 谐振波导光栅的角响应 5][Rvu0  
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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 E<1^i;F  
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1. 用于超短脉冲的光栅 U SXz  
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→ 查看完整应用使用案例 `o8b\p\zn  
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2. 设计和建模流程 h `d(?1  
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3. 在不同的系统中光栅的交换 ps[TiW{q;  
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