[技术]光学系统中的光栅建模——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 .9UrWBW\I  
^~dC&!D  
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。 QvJ29  
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2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 s|X_:3\x  
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 单光栅分析 r~2q`l'>  
−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。 ";DozPU  
−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。 p[)yn%uh  
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 系统内的光栅建模 b1%w+*d<z  
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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。 q_[`PYT  
−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。 [Mj5o<k;I  
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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。 dJlK'zK  
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3. 系统中的光栅对准 mP?}h  
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 安装光栅堆栈 +]0hSpZ"p  
−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）。 L@f&71  
−参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 yV31OBC:  
 堆栈方向 E )2/Vn2  
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈
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 安装光栅堆栈 6z'0fi|EN  
- 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）。 WcpH="vm  
- 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 Nz%pl!  
 堆栈方向 LvU/,.$  
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 7e D` is  
- 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 E,ooD3$h  
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 横向位置 "Nz"|-3Irv  
−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。 $>Ow<!c  
−例如，激光束（紧密地）聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上，效果可能会大不相同。 /nEK|.j  
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 8cRc5X  
 在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 JV+Uy$P!  
 通过组件定位选项。 m~&>+q ^7  
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4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 Lmw)Ts>  
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 单光栅分析 {}=5uU2Tu  
- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 Ki%)LQAg  
 系统内的光栅建模 !~j9Oc^  
- 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。 >xH?`I7;f  
- 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。 cBHUa}:  
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 Urksj:N  
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5. 光栅级次通道选择 R
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 方向 aD~S~L!  
- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 ?Qts2kae#  
 衍射级次选择 (X (:h\^  
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 Svs&?B\}{6  
- 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。 `];ne]xM  
 备注 Cq-99@&;  
- 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 ")NQwT}  
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6. 光栅的角度响应 [T,Df&  
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 衍射特性的相关性 ?pA_/wwp  
- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 #X6=`Xe#  
- 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。 qc.9GC  
- 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） 7'`nTF-@v  
- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 [u-=<hnoa  
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示例＃1：光栅物体的成像 hG}/o&}U  
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1. 摘要 ~\%H0.P6  
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→ 查看完整应用使用案例 A~LTi  
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2. 光栅配置与对准 +ERuZc$3,  
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3. 光栅级次通道的选择 zS?DXE  
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示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 WkoYkkuzj  
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1. 光栅配置和对准 *mN8Qd  
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→ 查看完整应用使用案例 rE\&FVx  
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2. 基底处理 li~=85 J  
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3. 谐振波导光栅的角响应 ]oC7{OoX  
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4. 谐振波导光栅的角响应 2}ywNVS  
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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 QmsS,Zljo  
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1. 用于超短脉冲的光栅 {|Fn<&G  
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→ 查看完整应用使用案例 yGb^kR}d  
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2. 设计和建模流程 lq27^K  
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3. 在不同的系统中光栅的交换 &)EL%o5  
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