[技术]光学系统中的光栅建模——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 4%TY` II  
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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。 -o\r]24  
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2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 XAV|xlfm  
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 单光栅分析 iD)R*vnAi  
−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。 8kz7*AO  
−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。 Y!C=0&p  
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H[ DrG6GA  
 系统内的光栅建模 Jb'M/iG  
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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。 GVT+c@Gx  
−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。 1k2+eI  
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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。 A`|OPi)  
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3. 系统中的光栅对准 UwuDs2 t  
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 安装光栅堆栈 K4Mv\!Q<8  
−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）。 xyK_1n@b  
−参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 je6H}eWTC6  
 堆栈方向  SrPZ^NF  
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 _C3l2v'I$  
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 安装光栅堆栈 z\Vu`Yz  
- 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）。 tH0=ysf  
- 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 "oX@Z^  
 堆栈方向 &h.
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- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 KS($S(Fi  
- 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 &u-H/CU%  
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 横向位置 9ZjSM,+  
−对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时，必须考虑光栅的横向位置。 Ti`H?9t  
−例如，激光束（紧密地）聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上，效果可能会大不相同。 './j<2|;U  
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 !ydJ{\;  
 在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 )v&r^DR_  
 通过组件定位选项。 @#q>(Ox%  
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4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 )jbYWR*&  
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 单光栅分析 ;h>s=D,r  
- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 5a1)`2V2M  
 系统内的光栅建模 KD9Y  
- 但是，任何现实的光栅结构都放置在基底上，使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 +$Q33@F5l  
- 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。 ^;0.P)yGA  
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 Xk[;MZ[  
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5. 光栅级次通道选择 *6%!i7kr  
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 方向 Bd$i%.r  
- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 W)^0~[`i  
 衍射级次选择 hO3>Gl5<  
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 <$)F_R~T3  
- 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。 T0xU}  
 备注 swv1>52{  
- 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 mF\r]ovVm  
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6. 光栅的角度响应 %;+Q
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 衍射特性的相关性 D_fgx
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- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 EAYx+zI  
- 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。 IM:*uv  
- 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） AZ~=]1  
- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 {Muw4DV  
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示例＃1：光栅物体的成像 A<esMDX  
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1. 摘要 8w &A89  
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→ 查看完整应用使用案例 3#7D g't  
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2. 光栅配置与对准 cX'&J_T+  
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3. 光栅级次通道的选择 S7SD$+fX  
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示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 <{U "0jY!9  
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1. 光栅配置和对准 W~sP7
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→ 查看完整应用使用案例 Vm NCknG  
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2. 基底处理 D&KD5_Sw  
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3. 谐振波导光栅的角响应  h"<-^=b  
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4. 谐振波导光栅的角响应 8t3,}}TJ  
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示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 9Yg=4>#$  
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1. 用于超短脉冲的光栅 e)I-|Q4^%  
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→ 查看完整应用使用案例 /Q Xq<NG  
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2. 设计和建模流程 0Q]@T@F.  

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3. 在不同的系统中光栅的交换 .6I*=qv)NA  
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