[技术]光学系统中的光栅建模——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 9hHQWv7TgK  
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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。 C (vi ns  
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2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 @b=tj
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 单光栅分析 a^'1o9  
−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。 x1Q}B   
−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。 v'a]SpE5  
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 系统内的光栅建模 a_^3:}i~D  
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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。 Gnj;=f  
−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。  .LEQ r)  
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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。  @zEEX9U  
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3. 系统中的光栅对准 sRE$*^i
 

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 安装光栅堆栈 W:aAe%S  
−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）。 t^&:45~Q  
−参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 2}'qu)  
 堆栈方向 {0lY\#qcE  
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 &jl'1mZ  
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 安装光栅堆栈 '/\@Mc4T  
- 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）。 %/oOM\}++  
- 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 ^8o'\V"m^  
 堆栈方向 @?!/Pl49R  
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 W([)b[-*  
- 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 VD,F?L!  
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 横向位置 \_!FOUPz(  
−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。 G`R Ed-Z[  
−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。 Y`LZ/Tgk  
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 H #J"'  
 在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 *GfGyOS(  
 通过组件定位选项。 ]"dZE2!  
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4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 Gnl6>/L
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 单光栅分析 EQyRP. dq  
- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 x]euNa  
 系统内的光栅建模 Ar'}#6  
- 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。 dY~3YD[  
- 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。 90k|W>  
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 }1`Rq?@J  
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L(PJ9wjkD  
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5. 光栅级次通道选择 .!U `,)I  
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 方向 ]b'K BAMy  
- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 Ufq"_^4  
 衍射级次选择 <eO 7b6_  
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 u4IgPCTZ+  
- 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。 H$Q$3Q!`  
 备注 BNyDEFd  
- 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 v%/8pmZw;  
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6. 光栅的角度响应 dDi 1{s  
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 衍射特性的相关性 L0UAS'hf  
- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 KFAB  
- 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。 }.NR+: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） 3Nr8H.u&q  
- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 Y;e@`.(  
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示例＃1：光栅物体的成像 YCh!D dy  
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1. 摘要 =WyAOgy}  
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→ 查看完整应用使用案例 2YuaPq/  
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2. 光栅配置与对准 np=m~k  
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3. 光栅级次通道的选择 EIEwrC  
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示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 g|)e3q{M  
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1. 光栅配置和对准 \M:,Vg  

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→ 查看完整应用使用案例 8 Sl[&  
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2. 基底处理 ~+
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3. 谐振波导光栅的角响应 !RiPr(m@y  
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4. 谐振波导光栅的角响应 <@F4{*  
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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 KC}B\~ +  
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1. 用于超短脉冲的光栅 H#w?$?nIWu  
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→ 查看完整应用使用案例 ;pAkdX&b  
B-@f.NO/s  
2. 设计和建模流程 `e`4
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3. 在不同的系统中光栅的交换 ffE%{B?  
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