[技术]光学系统中的光栅建模——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 Z*Ffdh>*:&  
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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。 lz=DGm  
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2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 Cnpl0rV~5  
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 单光栅分析 ;FlDRDZ%  
−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。 A]"6/Lr9P  
−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。 ,8*A#cT B  
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O4-#)#-)S~  
 系统内的光栅建模 Wda?$3!^q  
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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。 j&DlI_  
−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。 v0r:qku  
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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。 |%4nU#GoB  
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3. 系统中的光栅对准 .dzw5R&  

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 安装光栅堆栈 R]od/
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−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）。 +4t \j<T  
−参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 }Bh\N5G%  
 堆栈方向 VIWH~UR)&!  
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 CEk[&39"  
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 安装光栅堆栈 GLY,
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- 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）。 [9EL[}  
- 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 $xvwnbq#y  
 堆栈方向 BI2'NN\  
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 un6W|
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- 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。  K0*er  
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 横向位置 @6jKjI  
−对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时，必须考虑光栅的横向位置。 a6T!)g  
−例如，激光束（紧密地）聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上，效果可能会大不相同。 C1HNcfa7  
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 ~O;?;@  
 在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 !H^R_GC  
 通过组件定位选项。 yaj1nq!*"  
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4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 GB>h8yXH  
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 单光栅分析 bxz6 >>  
- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 uN9.U  _  
 系统内的光栅建模 az:lG(ZGw  
- 但是，任何现实的光栅结构都放置在基底上，使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 A|L-;P NP  
- 平面建模考虑了菲涅耳损耗，但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 1eqFMf  
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 e]jzFm~  
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5. 光栅级次通道选择 %gEfG#S  
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 方向 5o~AUo{  
- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 ">I50#bT  
 衍射级次选择 G_p13{"IM  
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 ]kkH|b$[T  
- 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。 'UCF2L  
 备注 QEL3b4Vm  
- 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 0.Nik^~  
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6. 光栅的角度响应 *O-si%@]
  
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 衍射特性的相关性 Y'LIk Q\  
- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 u-Ip*1/wp  
- 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。 } SA/,4/9  
- 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） l3/?,xn  
- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 /?8rj3  
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示例＃1：光栅物体的成像 G0h7MO%x  
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1. 摘要 ~|)'vK8W  
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→ 查看完整应用使用案例 ddjaM/.E  
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2. 光栅配置与对准 RnkrI~x  
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3. 光栅级次通道的选择 %,*{hhfu  
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示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 dAcy;-[[P  
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1. 光栅配置和对准 c`&<"Us  
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→ 查看完整应用使用案例 $/Q*@4t  
T/&4lJ^2l^  
2. 基底处理 v [ 4J0  
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3. 谐振波导光栅的角响应 0)'^vJe  
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4. 谐振波导光栅的角响应 >I3#ALF  
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E8~Bp-G)  
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示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 (JHL0Z/  
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1. 用于超短脉冲的光栅 7N/v  
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→ 查看完整应用使用案例 G:QaWqUb  
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FUJASc  
2. 设计和建模流程 <$LVAy"RD  
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3. 在不同的系统中光栅的交换 Bg*Oj)NM  
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