[技术]光学系统中的光栅建模——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 Tw""}|] g  
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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。 }% `.h"  
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2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 ^Pbk#|$rU  
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 单光栅分析 X$ s:>[H  
−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。 }s(N6a&(  
−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。 0w)^)  
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 系统内的光栅建模 )(ImLbM)  
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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。 t.7?  
−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。 -(  
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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。 ,Wk?I%>  
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3. 系统中的光栅对准 d@5[B0eH  
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 安装光栅堆栈 gj*+\3KO@a  
−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）。 E`?3PA8  
−参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 .^h#_[dp  
 堆栈方向 f33l$pOp  
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 }+C2
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 安装光栅堆栈 sj HrPs e  
- 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）。 "|qqUKJZ  
- 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 VXR>]HUF  
 堆栈方向 ?}kG`q  
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 /SrCElabP  
- 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 C~o7X^[R\  
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 横向位置 |wH5sjT
 
−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。 59"UL\3  
−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。 .k%[4:Fe  
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 Hn5|B 3vN  
 在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 `f*Q$Ulqx  
 通过组件定位选项。 ^j31S*f&:  
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4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 Z -W(l<  
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 单光栅分析 57umx`m  
- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 O(D~_O.  
 系统内的光栅建模 ?0v-qj+  
- 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。 #xX5,r0  
- 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。 /v-6WSN  
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 DAcQz4T`  
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5. 光栅级次通道选择 4^WpS/#4  
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 方向 =cm~vDl[  
- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 ST:A<Da"  
 衍射级次选择 [lWQ'DZ  
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 $$Oey)*  
- 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。 0 q}*S~  
 备注 +nXK-g;)'  
- 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 xv(9IEjt0  
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6. 光栅的角度响应 }<@b=_>S  
S- pV_Ff  
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 衍射特性的相关性 HCyv]LR  
- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 *K|W /'_&  
- 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。 *AO,
^R&e.  
- 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） 2R;}y7{  
- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 qf!p 9@4F[  
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示例＃1：光栅物体的成像 N/%WsQp  
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1. 摘要 =e9>FWf>  
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→ 查看完整应用使用案例 #gRM i)(F  
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2. 光栅配置与对准 GFeQ%l`7F  
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Fv~20G(O  
3. 光栅级次通道的选择 @;*Ksy@1O  
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示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 i,>khc  
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1. 光栅配置和对准 7gf05Z'=  
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→ 查看完整应用使用案例 y0sR6TY)f  
rp3V3]EE  
2. 基底处理 "I3@m%qv  
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gG0!C))8  
#.rdQ,)<  
3. 谐振波导光栅的角响应 e?0l"  
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\pPY37l  
>0/i[k-dk  
4. 谐振波导光栅的角响应 C _'%NlJ'  
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4{y)TZ  
wH>a~C:  
示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 Gr*r=s  
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1. 用于超短脉冲的光栅 7%5z p|3  
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→ 查看完整应用使用案例 GWZ }7ake  
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2. 设计和建模流程 ff]6aR/ UQ  
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K'L^;z6  
3. 在不同的系统中光栅的交换 &5\iM^
 
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