[技术]光学系统中的光栅建模——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 yo'9x s  
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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。 TbLe6x  
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2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 $$JIBf8  
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 单光栅分析 pOm@b`S%  
−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。 Xv0F:1  
−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。 Dg~ [#C-  
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 系统内的光栅建模 S'o ]=&  
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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。 0q{[\51*  
−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。 2F1ZAl  
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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。 7 _g+^e-"  
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3. 系统中的光栅对准 EKuSnlTXba  
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 安装光栅堆栈 -`7$Qu2  
−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）。 KCUU#t|8V\  
−参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 rjUBLY1(  
 堆栈方向 }c% pH{HI  
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 tz4 ]hF  
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 安装光栅堆栈 :l,OalO  
- 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）。 %d;<2
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- 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 ~Ky4+\6o>  
 堆栈方向 y-9+a7j  
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 Ei5wel6!  
- 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 ;`(R7X *3  
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 横向位置 *Zbuq8>  
−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。 Qi9-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。 R7?29?$7  
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 wLJ]&puwm  
 在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 2e1]}wlK  
 通过组件定位选项。 A\QJLWBv^$  
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4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 L}%dCe  
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 单光栅分析 !EBY@ Y1  
- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 h7yqk4'Lq  
 系统内的光栅建模 ^3]UZ@  
- 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。 @f1*eo5f  
- 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。
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- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 uQqWew8l+  
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5. 光栅级次通道选择 qu|i;WZE  
%O[N}_XHEh  
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 方向 "3CJUr:Q  
- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 ,&^3Z  
 衍射级次选择 ^jE8+h  
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 f3MRD4+-  
- 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。 #qBr/+b  
 备注 lUOvm\  
- 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 ]< l6s  
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6. 光栅的角度响应 c}Z6V1]QP  
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 衍射特性的相关性 g=L]S-e  
- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 /1UOT\8U
 
- 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。 {Azn&|%.t  
- 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） f|7\DeY9U  
- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 /^SAC%PD  
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示例＃1：光栅物体的成像 ?t&kb7  
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1. 摘要 +j_;(Gw7  
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→ 查看完整应用使用案例 M-L2w"  
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2. 光栅配置与对准 j`'`)3f  
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3. 光栅级次通道的选择 `g8E1-]l  
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示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 'E/*d2CDM(  
7{e{9QbJ4  
1. 光栅配置和对准 XBd>tdEP  
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→ 查看完整应用使用案例 V/cP4{L  
ZX ?yL>4  
2. 基底处理 0TfS=scT  
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7.DtdyM  
3. 谐振波导光栅的角响应 m(], r})  
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4. 谐振波导光栅的角响应 }2K$^uR  
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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 >^Se'SE]  
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1. 用于超短脉冲的光栅 sAgKg=)  
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→ 查看完整应用使用案例 5,)Qw  
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2. 设计和建模流程 #Rg|BfV-  
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3. 在不同的系统中光栅的交换 88c<:fK  
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