[技术]光学系统中的光栅建模——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 sEoS|"  
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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。 }V 1sY^C  
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2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 _Qv4;a  
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 单光栅分析 |c;S'36  
−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。 J(Bn  n  
−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。 $z<CkMP!U7  
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 系统内的光栅建模 #8PjYB  
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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。 :7R\"@V4  
−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。 $1axZ~8sS  
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两种建模方法通常可以一起使用，如先优化光栅结构本身，然后将其插入系统。 o*<(,I%  
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3. 系统中的光栅对准 ar6Z?v$  
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 安装光栅堆栈 +Y.As  
−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）。 1Ao"DxZHy7  
−参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 n44j]+P  
 堆栈方向 pD){K  
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 R8ZW1  
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 安装光栅堆栈 .9`.\v6R  
- 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!`m}$  
- 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 7Q^
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 堆栈方向 g
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- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 b+{yF  
- 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 Z rvb %  
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 横向位置 9D&ocV3QV
 
−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。 |`,%%p|T%  
−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。 Rrsz{a  
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 d=q2Or   
 在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 T;I a;<mfE  
 通过组件定位选项。 3xeW!~  
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4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 ,KZ_#9[>  
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 单光栅分析 L>cTI2NB.  
- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 ZVeY`o(uE  
 系统内的光栅建模 ZU/6#pb  
- 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。 PE3l2kr  
- 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。 >i=mw5`D]  
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 D(yRI  
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5. 光栅级次通道选择 R\)pW9)  
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 方向 I9H+$Wjd  
- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 2}t2k
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 衍射级次选择 |_Z(}% <o  
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 $:SHZe  
- 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。 |6$6Za]:  
 备注 *uNa(yd  
- 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 1Qv5m^>vj  
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6. 光栅的角度响应 :4/RB%)"  
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 衍射特性的相关性 "\Z.YZUa\  
- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 e%SQ~n=H 9  
- 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。 eA4@)6WP(  
- 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） u05Zg*.[  
- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 3 rV)
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示例＃1：光栅物体的成像 {+!m]-s  
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1. 摘要 H9F\<5n]-l  
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→ 查看完整应用使用案例 UW_fn  
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2. 光栅配置与对准 n3-5`Jti  
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3. 光栅级次通道的选择 Q,S~+bD(z  
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示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 a6cq0g[#z  
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1. 光栅配置和对准 f.-b.nNf  
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→ 查看完整应用使用案例 B>hf|.GI  
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2. 基底处理 Ii FeO  
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3. 谐振波导光栅的角响应 LX2rg\a+%  
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4. 谐振波导光栅的角响应 P'MfuTtT&  
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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 d5jZ?
  
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1. 用于超短脉冲的光栅 &y_Ya%Z3*e  
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→ 查看完整应用使用案例 AUjZYp  
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2. 设计和建模流程 )S"!)\4 b  
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3. 在不同的系统中光栅的交换 I(m*%>
 
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