[技术]光学系统中的光栅建模——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 #:jb*d?  
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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。 ]\-^>!F#K  
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2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 5|3e&  
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 单光栅分析 F{06 _T  
−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。 Snp|!e  
−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。
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 系统内的光栅建模 o[oM8o<  
L`f^y;Y.  
−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"Z@Q`}  
−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。 +#U|skl  
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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。
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3. 系统中的光栅对准 v+p{|X-  
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 安装光栅堆栈 hfpJ+[  
−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）。 J
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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。 `E+Jnu,jC  
 堆栈方向 =qN2Xg/  
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 zp\8_U@  
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 安装光栅堆栈 DZzN>9<)^  
- 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）。 hxce\OuU0h  
- 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 mF` B#  
 堆栈方向 (c0A.L)  
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 W3`>8v1?o  
- 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 21k5I #U  
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 横向位置 h-iJlm  
−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。 +`3!I  
−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。 Gt9&)/#  
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 9x,RvWTb  
 在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 ^C2\`jLMY  
 通过组件定位选项。 [+O"
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4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 EC
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 单光栅分析 >0Q|nCx  
- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 ^CwR!I.D}4  
 系统内的光栅建模 %Uz(Vd
#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。 R|i/lEq  
- 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。 apE  
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 sz9L8f2  
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5. 光栅级次通道选择 @&[T _l  
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 方向 A*W)bZs.  
- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 KK@.~
'd  
 衍射级次选择 *)+ut(x|#  
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 @)SL_9  
- 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。 OyqNLR  
 备注 y8fsveX  
- 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 fGmT_C0t  
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6. 光栅的角度响应 _{M\Bs2<  
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 衍射特性的相关性 (
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- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 %#$EP7"J  
- 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。 G7D2{J{1  
- 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） "
?| > btr  
- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 41fJ%f` G  
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示例＃1：光栅物体的成像 F{ELSKcp.  
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1. 摘要 gzeQ|m2]  
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→ 查看完整应用使用案例 n8.kE)?  
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2. 光栅配置与对准 29reG,>  
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3. 光栅级次通道的选择 J!DF^fLe  
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示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 O iFS}p  
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1. 光栅配置和对准 >"Q@bQ:e  
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→ 查看完整应用使用案例
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2. 基底处理 w}CmfR
 
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3. 谐振波导光栅的角响应 }mZwd_cK  
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4. 谐振波导光栅的角响应 pT$f8xJ  
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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 'KPASfC  
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1. 用于超短脉冲的光栅 >fIk;6
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→ 查看完整应用使用案例 OaL\w D^  
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2. 设计和建模流程 X_v[MW  
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3. 在不同的系统中光栅的交换 D0N9Ksq  
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