[技术]光学系统中的光栅建模——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 *\sPHz.  
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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。 xu2KEwgb  
23s;O))  
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2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 E>!=~ 7.  
={qcDgn~C  
 单光栅分析 YmziHns`b  
−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。 CKYg!\g(:  
−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。 rtV`Q[E  
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 系统内的光栅建模 O>~,R
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/yOx=V  
−在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 1( pHC  
−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。 g!'R}y  
c3$T3Lu1  
NRi5 Vp2=  
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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。 "Ms;sdjg}&  
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3. 系统中的光栅对准 T5S4,.o9W  
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 安装光栅堆栈 +yGQt3U  
−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）。 rE3dHJN;  
−参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 *g/klK  
 堆栈方向 XL
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−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 ag-A}k>v  
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 安装光栅堆栈 E+f)Zg :  
- 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）。 XYEwn_Y  
- 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 $Ome]+0  
 堆栈方向 #Y'eS'lv4  
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 d2rs+-  
- 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 $v^hzC  
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__=H"UhWv  
 横向位置 k3~9;Z  
−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。 2hh8G5IaQ  
−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。 8bIP"!=*W  
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 {o=?@$6C  
 在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 |Splbsk  
 通过组件定位选项。 $ghZ<Y2}9  
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4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 k6G
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 单光栅分析 9d(\/ 7  
- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 9!FX*}dC  
 系统内的光栅建模 >Vuvbo  
- 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。 m,l/=M  
- 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。 9&6juL  
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 _(W@FS  
e8m,q~%#/  
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5. 光栅级次通道选择 nm'l}/Ug  
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|P|B"I<?  
 方向 _;lw,;ftA  
- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 9}573M  
 衍射级次选择 &w@]\7L,:  
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 +-9vrEB  
- 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。 D=tZ}_'{t  
 备注 0I}e>]:I  
- 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 %,>z`D,Hg  
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6. 光栅的角度响应 sD|l}f  
_)A|JC!jId  
$Y/9SD  
 衍射特性的相关性 nl@an!z  
- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 RObnu*  
- 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。 .@1+}0  
- 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） \kADh?phV  
- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 TpjiKM  
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Z!p\=M,%  
RLF&-[mr3  
示例＃1：光栅物体的成像 "oP^2|${  
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1. 摘要 )S
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bO~y=Pa\  
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→ 查看完整应用使用案例 QX,$JM3  
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2. 光栅配置与对准 % rBzA<  
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3. 光栅级次通道的选择 sdp&D@  
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示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 lExQp2E  
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1. 光栅配置和对准 AFLtgoXn:  
r]B8\5|<d  
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JK,MK|  
→ 查看完整应用使用案例 5Xy(za  
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2. 基底处理 _nGx[1G( 5  
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3. 谐振波导光栅的角响应 8R~<$xz  
I&PJ[U#~a  
r>mBe;[TX  
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4. 谐振波导光栅的角响应 _H]\  
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4.A^5J'W  
# :+Nr  
示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 5epI'D  
mh+T!v$[n)  
1. 用于超短脉冲的光栅 aq,1'~8XR  
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→ 查看完整应用使用案例 ,05PYBc3  

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2. 设计和建模流程 pwSgFc$z  
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3. 在不同的系统中光栅的交换 >a3m!`lq  
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