[技术]光学系统中的光栅建模——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 `dNb%f>  
Z)&HqqT3p  
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。 5(|ud)v  
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2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 N|)V/no6  
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 单光栅分析 ]a%Kn]HI&2  
−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。 ;lEiOF+d  
−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。 18HHEW{  
n)H0;25L  
$3Ia+O   
 系统内的光栅建模 w#$k$T)  
M*HG4(n0  
−在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 LYFvzw>M  
−这样可以对系统内的光栅进行建模，从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。 y$"L`*W  
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B=a[  
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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。 l{AT)
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3. 系统中的光栅对准 ]]ZBG<#  
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 安装光栅堆栈 J)-> 7h=  
−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）。 Jp#cFUa t  
−参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 T}TP.!0E  
 堆栈方向 N-|Jj?c  
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 19t*THgq  
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 安装光栅堆栈 J_@4J7  
- 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）。 8IH gsW";  
- 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 g1|c?#fwo  
 堆栈方向 {;/o4[jlg  
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 *ZGN!0/  
- 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 hzb|:  
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 横向位置 nE;gM1I  
−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。 F! e`i-xt  
−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。 h_L '_*  
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 cg%CYV)  
 在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 bl<7[J.  
 通过组件定位选项。 &/F
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4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 '[^2uQc  
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 单光栅分析 mNel3J3  
- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 B;r$( 'UZ  
 系统内的光栅建模 v!xrUyN~m  
- 但是，任何现实的光栅结构都放置在基底上，使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 ?<QFW#:)  
- 平面建模考虑了菲涅耳损耗，但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 '4sD1LD~}  
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 <GRf%zJ  
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5. 光栅级次通道选择 cx(F,?SbS  
X~3P?O]kFv  
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 方向 QB,ad   
- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 m!g8@YI  
 衍射级次选择 Qu_T&  
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 8v 1%H8  
- 并非总是需要考虑所有衍射级，建议仅使用感兴趣的衍射级。 [i1D~rCcn  
 备注 `h!&->  
- 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 3+5\xRq  
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6. 光栅的角度响应 y(h(mr  
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 衍射特性的相关性 =Gz>ZWF  
- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 ss8v4@C  
- 对于不同的波长/偏振，衍射效率也不同，并且对于不同的入射角，衍射效率也不相同。 i6 ?JX@I  
- 为了解决与角度有关的衍射行为，可能需要指定k域中的采样点（等效于角度空间） <h51KPo^P  
- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 >8O=^7  
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示例＃1：光栅物体的成像 [+,U0OV,  
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1. 摘要 <9tG_  
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→ 查看完整应用使用案例 !DL53DQ#  
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2. 光栅配置与对准 %E7.$Gj%  
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3. 光栅级次通道的选择 P\6T4s  
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示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 g] C3lf-  
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1. 光栅配置和对准 9Sl|l.;!  
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→ 查看完整应用使用案例 MXJ9,U{<C'  
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2. 基底处理 M#=5u`h  
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@mRrA#E#{  
3. 谐振波导光栅的角响应 yxWMatZ2  
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4. 谐振波导光栅的角响应 L0|hc  
J}_Dpb[L  
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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 O0(Q0Ko  
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1. 用于超短脉冲的光栅 n,:.]3v%  
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→ 查看完整应用使用案例 :8-gm"awL5  
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2. 设计和建模流程 q(tGbhQ  
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r{2].31'  
$EGRaps{j>  
3. 在不同的系统中光栅的交换 e=jT]i*cU  
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