[技术]光学系统中的光栅建模——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 8cequAD  
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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。 SlM>";C\  
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2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 1j8/4:  
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 单光栅分析 :Fq2x_IUE  
−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。 d;IJ0xB+by  
−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。 vQE` c@^{  

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 系统内的光栅建模 !;6W!%t.|  
D]3bwoFo&u  
−在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 h:eN>yW  
−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。 }"!6Xm  
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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。 ]M02>=1  
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3. 系统中的光栅对准 \r)_-  
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 安装光栅堆栈 n/,rn>k7:  
−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）。 Ss*LgK
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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。 b*9m2=6  
 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 O p!  
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 安装光栅堆栈 ([z<TS#Md  
- 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）。 lUy*549,  
- 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 Zi15wE  
 堆栈方向 +Px<DX+  
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 n:{-Vvt  
- 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 |~1rKzZwF  
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 横向位置 I3F6-gH  
−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。 :d:|7hlNQ  
−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。 .F=<r-0  
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 {g23[$X]N  
 在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 #Q!c42}M  
 通过组件定位选项。 BdRE*9.0  
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4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 H@Or
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 单光栅分析 +A.a~Stt  
- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 /I`!iK  
 系统内的光栅建模 Z n"TG/:  
- 但是，任何现实的光栅结构都放置在基底上，使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 Q:Nwy(,I  
- 平面建模考虑了菲涅耳损耗，但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 HT1dvC$COo  
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 NC[GtAPD3  
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5. 光栅级次通道选择 >(1_Dn\  
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 方向 Ot8S'cB1,$  
- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 }tS6Z:fOY  
 衍射级次选择 ""U?#<}GD  
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 DFZ:.6p  
- 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。 kxKnmB#m-  
 备注 W@uH!n>k  
- 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 &xMJ^Nv  
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6. 光栅的角度响应 fuIv,lDA  
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 衍射特性的相关性 "a%ASy>?g  
- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 6XxG1]84  
- 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。 Kr}M>hF+|  
- 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） +8@`lDnr  
- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 7AFS)_w  
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示例＃1：光栅物体的成像 &4Iqm(  
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1. 摘要 2ZzD^:V[}  
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→ 查看完整应用使用案例 G*wW&R)  
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2. 光栅配置与对准  W$VCST  
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3. 光栅级次通道的选择 g KmRjK  
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示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 'LLQ[JJ=O  
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1. 光栅配置和对准 P+%)0*W  
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→ 查看完整应用使用案例 +(P43XO08  
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2. 基底处理 O> ^~SO  
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3. 谐振波导光栅的角响应 LsD9hb7  
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4. 谐振波导光栅的角响应 }br<2?y,  
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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 .q[sk  
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1. 用于超短脉冲的光栅 r~!%w(N|M  
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→ 查看完整应用使用案例 e^Wv*OD'  
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2. 设计和建模流程 w,#W&>+&  
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3. 在不同的系统中光栅的交换 }fMFQA)  
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