[技术]光学系统中的光栅建模——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 pd& HC  
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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。 g5u4|+70  
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2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 N93R(x)%  
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 单光栅分析 4\g[&  
−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。 ]mUt[Yy:z  
−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。 e$JC
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 系统内的光栅建模 5zkj;?s  
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−在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 (/!@ -]1  
−这样可以对系统内的光栅进行建模，从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。 qDz[=6BF  
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两种建模方法通常可以一起使用，如先优化光栅结构本身，然后将其插入系统。 ;ceg:-Zqo  
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3. 系统中的光栅对准 T!HAE#xC  
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 安装光栅堆栈 v\qyDZVV  
−为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 ! hEZV&y  
−参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 "a3
3m:]J  
 堆栈方向 [McqwU/Q  
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 5p5"3m;M7  
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 安装光栅堆栈 k B4Fz  
- 为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 _`0DO4IU  
- 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 VM\\.L  
 堆栈方向 aGsO~ODc  
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 VGu(HB8n#  
- 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 J^%E$s  
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 横向位置 BI<9xl]a  
−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。 es\ qnq  
−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。 burSb:JF  
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 PxvxZJf$@  
 在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 8m `Y  
 通过组件定位选项。 pS7y3(_  
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4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 3u^wK  
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 单光栅分析 SMRCG"3qwA  
- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 g2'K3e?.%  
 系统内的光栅建模 !8W0XUqh+  
- 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。 7^UY%t  
- 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。 W[]|Uu/%  
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 3pL4Zhf  
M(C}2.20  
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5. 光栅级次通道选择 7Q~W}`Qv'  
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 方向 |E||e10wR  
- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 <mTo54g  
 衍射级次选择 >c
5  
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 b].U/=Hs  
- 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。 [eTEK W]  
 备注 _D8 zKp  
- 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 H!6&'=c{k  
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6. 光栅的角度响应 R"
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 衍射特性的相关性 85] 'I%gT  
- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 ]*U; }  
- 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。 $kMe8F_  
- 为了解决与角度有关的衍射行为，可能需要指定k域中的采样点（等效于角度空间） vQnhb%  
- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 V|HO*HiB3  
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示例＃1：光栅物体的成像 v~._]f$:  
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1. 摘要 EqI
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→ 查看完整应用使用案例 c*"P+  
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2. 光栅配置与对准 @$$J}~{  
> #9 a&O  
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3. 光栅级次通道的选择 1L\r:mx3  
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示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 M.)z;[3O  
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1. 光栅配置和对准 HyYJ"54  
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→ 查看完整应用使用案例 1UB.2}/:  
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2. 基底处理 "EWq{l_I5$  
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BuC\Bd^0  
3. 谐振波导光栅的角响应 N"~P$B1X  
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XZ8]se"C  
4. 谐振波导光栅的角响应 I_`NjJ;61  
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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 |&bucG=  
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1. 用于超短脉冲的光栅 ;vpq0t`  
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→ 查看完整应用使用案例 ;MlPP)*k  
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2. 设计和建模流程 #D>:'ezm  
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3. 在不同的系统中光栅的交换 UCTc$3  
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