[技术]光学系统中的光栅建模——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 Lc<v4Bp  
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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。 U,?[x2LF  
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2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 5E|y5|8fb  
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 单光栅分析 s}NE[Tw  
−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。 FwB}@)3  
−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。 KiXRBFo  
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 系统内的光栅建模 8<gYB$* S  
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−在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 >h?!6L- d  
−这样可以对系统内的光栅进行建模，从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。 ZK1H%&P=R  
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两种建模方法通常可以一起使用，如先优化光栅结构本身，然后将其插入系统。 N,Fmu  
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3. 系统中的光栅对准 [8F1rZ&  
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 安装光栅堆栈 w}wABO  
−为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 bi^[Eh  
−参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 %r1NRg8  
 堆栈方向 ~]CQ DR:  
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 z}'-gv\,  
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 安装光栅堆栈 (!^i6z0Sp  
- 为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 L_TM]0D>7  
- 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 I?2S{]!?  
 堆栈方向 n};:*N! v  
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 MLbmz\8a  
- 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 ?pE)K<+Zkf  
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 横向位置 >S<`ri'5_  
−对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时，必须考虑光栅的横向位置。 #(i9G^K  
−例如，激光束（紧密地）聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上，效果可能会大不相同。 S.u1[Yz^  
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 V7+fNr]I  
 在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 Owe"x2D\  
 通过组件定位选项。 8%eWB$<X  
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4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 z(00"ei  
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 单光栅分析 Nk#[~$Q-1  
- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 pTQ70V3  
 系统内的光栅建模 h83W;s  
- 但是，任何现实的光栅结构都放置在基底上，使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 F gi&CJ8Q  
- 平面建模考虑了菲涅耳损耗，但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 v(|Arm?  
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 Kc3BVZ71  
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5. 光栅级次通道选择
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 方向 W(gOidKKz  
- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 yi29+T7j4S  
 衍射级次选择 -Lo3@:2i  
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 !_yWe  
- 并非总是需要考虑所有衍射级，建议仅使用感兴趣的衍射级。 |~+i=y  
 备注 R[qfG! "  
- 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 uK6'TJ  
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6. 光栅的角度响应 K*QRi/O  
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 衍射特性的相关性 y#B4m`9  
- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 3J3Yt`  
- 对于不同的波长/偏振，衍射效率也不同，并且对于不同的入射角，衍射效率也不相同。 Ha)Vf+W  
- 为了解决与角度有关的衍射行为，可能需要指定k域中的采样点（等效于角度空间） /WxCsQn  
- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 :{g;J  
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示例＃1：光栅物体的成像 Sc.@u3  
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1. 摘要 PxvD0GTW  
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→ 查看完整应用使用案例 N 4!18{/2  
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2. 光栅配置与对准 ?niv}/'%O  
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3. 光栅级次通道的选择 {hH8+4c7  
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示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 .3 S9=d?  
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1. 光栅配置和对准 v[b|J7k  
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→ 查看完整应用使用案例 z=j,-d%9  
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2. 基底处理 \hO}3;*&  
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3. 谐振波导光栅的角响应 ,{jF)NQaP  
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4. 谐振波导光栅的角响应 9$WA<1PK+  
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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 ,opS)C$  
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1. 用于超短脉冲的光栅 m5%E1k$=  
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→ 查看完整应用使用案例 W5(.Hub}  
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2. 设计和建模流程 u|sdQ  
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3. 在不同的系统中光栅的交换 G\B:i
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