[技术]光学系统中的光栅建模——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 h zZ-$IX X  
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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。 C~{NKMeC/m  
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2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 hB?,7-  
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 单光栅分析 1iJ0Hut}d  
−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。 `u#;MUg  
−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。 q*[!>\Z8  
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 系统内的光栅建模 #9D/jYK1X  
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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。 u3Usq=Ij{  
−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。 X<~k =qwA  
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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`IUM
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3. 系统中的光栅对准 m7r j>X Y  
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 安装光栅堆栈 5zNSEI"PY  
−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）。 qr)v'aC3  
−参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 /a[V!<"R  
 堆栈方向 nW|'l^&  
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 q.=^iz&m  
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 安装光栅堆栈 `d7gm;ykp  
- 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）。 N;-/wip
 
- 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 j)jCu ;`  
 堆栈方向 |7 &|>  
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 `"a? a5]k  
- 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 U^%9 )4bj  
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 横向位置 TC qkm^xv  
−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。 7:n?PN(p6a  
−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。 In f9wq\  
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 ,*/Pg52?  
 在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 7MY)\aH  
 通过组件定位选项。 t]s94 R q  
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4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 \UQ9MX _  
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 单光栅分析 @-0Fe9 n=  
- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 k+FMZ,D|  
 系统内的光栅建模 'gCJ[ce  
- 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。 =0,|/1~  
- 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。 5XDgs|8  
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 c$9sF@K?  
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5. 光栅级次通道选择 F8;mYuA  
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 方向 C1b*v&1{
 
- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 vX ?aB!nkw  
 衍射级次选择 [w!C*_V 9  
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 wb b*nL|P  
- 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。 Z a! gbt  
 备注 6Lb{r4^  
- 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 /iplU  
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6. 光栅的角度响应 xk& NAB  
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 衍射特性的相关性 .46#`4av  
- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 /hL\,x2  
- 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。 FQ`(b3.   
- 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） ;`DD}j`  
- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 ["u#{>(X  
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示例＃1：光栅物体的成像 C0QM#"[  
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1. 摘要 Or7 mD  
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→ 查看完整应用使用案例 $E\^v^LW  
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2. 光栅配置与对准 PQ$sOK|/  
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3. 光栅级次通道的选择 49AW6H.JT  
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示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 !J3UqS  

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1. 光栅配置和对准 ;'0=T0\  
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→ 查看完整应用使用案例 wksl0:BL  
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2. 基底处理 !X]8dyW  
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3. 谐振波导光栅的角响应 $=)gpPT  
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4. 谐振波导光栅的角响应 "g0(I8  
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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 \~~}N4  
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1. 用于超短脉冲的光栅 6;iJ*2f5V  
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→ 查看完整应用使用案例 D+RiM~LH8  
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2. 设计和建模流程 tU:EN;H  
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3. 在不同的系统中光栅的交换 Y`BRh9Sa  
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