[技术]光学系统中的光栅建模——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 GhY1k";  
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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。 K'iIJA*Sn  
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2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 j#~Jxv%n  
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 单光栅分析 3lLMu B+  
−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。 _mS!X
F~`P  
−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。 < _$%@4 L  
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B{oU,3U>  
 系统内的光栅建模 ]nQt>R p_  
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−在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 >3:?)  
−这样可以对系统内的光栅进行建模，从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。 
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两种建模方法通常可以一起使用，如先优化光栅结构本身，然后将其插入系统。 ~
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3. 系统中的光栅对准 k *R<,  
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 安装光栅堆栈 4`Nt{  
−为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 B .TB\j  
−参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 /!}'t  
 堆栈方向 v{i7h|e  
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 Mfk2mIy  
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 安装光栅堆栈 T9 <2A1  
- 为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 (vR 9H(#  
- 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。
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 堆栈方向 ^ yh'lh/  
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 o!Ev;'D  
- 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 Cp^@zw*/  
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 横向位置 EzW)'Zzw~  
−对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时，必须考虑光栅的横向位置。 ,1q_pep~?%  
−例如，激光束（紧密地）聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上，效果可能会大不相同。 e@@?AB$n(  
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 J
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 在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 "+KJop  
 通过组件定位选项。 Sj'ht=  
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4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 $@\mpwANl  
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 单光栅分析 l5Y/Ok0,  
- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 =k}SD96  
 系统内的光栅建模 !>x|7   
- 但是，任何现实的光栅结构都放置在基底上，使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 : FAH\  
- 平面建模考虑了菲涅耳损耗，但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 TUL_TR  
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 X.O
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5. 光栅级次通道选择 EG'[`<*h  
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 方向 SgMrce<;  
- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 oq-<ob  
 衍射级次选择 s/"&9F3  
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 bLz*A-  
- 并非总是需要考虑所有衍射级，建议仅使用感兴趣的衍射级。 P ]N [y  
 备注 JXiZB 8}  
- 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 aYL|@R5;e  
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6. 光栅的角度响应 ZA~Z1Mro#"  
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 衍射特性的相关性 1{pmKPu  
- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 k.h`Cji@  
- 对于不同的波长/偏振，衍射效率也不同，并且对于不同的入射角，衍射效率也不相同。 j$fAq\B  
- 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） Uts"aQ  
- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 I3u{zHVwI  
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示例＃1：光栅物体的成像 #Z=t
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1. 摘要 >,C4rC+:XN  
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2. 光栅配置与对准 I9$c F)zk  
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3. 光栅级次通道的选择 O(2cWQ  
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示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 )!9Ifk0KH  
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1. 光栅配置和对准 Qx|H1_6  
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I"L;L?\S  
2. 基底处理 B,$l4m4  
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P=AS>N^yaL  
3. 谐振波导光栅的角响应 XY7Qa!>7j  
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4. 谐振波导光栅的角响应 9G?ldp8  
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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 qX:B4,|ck  
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1. 用于超短脉冲的光栅 1V&PtI3!!  
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→ 查看完整应用使用案例 @B1{r|-<^  
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2. 设计和建模流程 l?N`{,1^  
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3. 在不同的系统中光栅的交换 g1m
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