[技术]光学系统中的光栅建模——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 b@UF PE5jy  
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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。 F!DrZd>\  
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2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 F<XD^sO  
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 单光栅分析 J\,@Bm|1n{  
−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。 YQlpk@X`2  
−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`$kz  
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 系统内的光栅建模 >xk:pL*o`  
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−在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 2g`uC}  
−这样可以对系统内的光栅进行建模，从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。 Fp* &os  
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两种建模方法通常可以一起使用，如先优化光栅结构本身，然后将其插入系统。 V3.vE,  
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3. 系统中的光栅对准 [K^q:3R  
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 安装光栅堆栈 xfZ9&g  
−为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 !7#froh  
−参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 et7T)(k0  
 堆栈方向 A*?/F:E  
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 &vGEz*F  
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 安装光栅堆栈 S -mzxj  
- 为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 ~vvQz"  
- 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 (*@~HF,t=  
 堆栈方向 :+X2>Lu$FA  
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 ocuNrkZ  
- 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 7{6cLYl  
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 横向位置 ?F_;~  
−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。 k}owEBsn}  
−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。 H;"N|pBy  
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 _yXeX  
 在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 8aIq#v  
 通过组件定位选项。 Ny&Fjzl  
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4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 w[n>4?
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 单光栅分析 %W|Zj QI^  
- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 F<'l'AsC-  
 系统内的光栅建模 M#gGD-  
- 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。 dzC&7 9$  
- 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。 @=| b$E  
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 I}CA-8  
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5. 光栅级次通道选择 .TrQ +k>  
d?+oT0pCH  
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 方向 jnLo[Cf,H8  
- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。
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K$b  
 衍射级次选择 H<}Fk9  
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 @nW(KF  
- 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。 d"$oV~>P|  
 备注 hF%~iqd  
- 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 FT?1Q'  
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Nb,H8;
 
6. 光栅的角度响应 b5,}w:  
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 衍射特性的相关性 'f<_SKd  
- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 k=/|?%  
- 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。 %'g-%2C?  
- 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） 2*;Y%NcP[  
- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 u$ / ]59  
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示例＃1：光栅物体的成像 Y8xnvK*  
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1. 摘要 UE;)mZ=l|  
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T7_ SO,X  
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→ 查看完整应用使用案例 V# %spW  
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2. 光栅配置与对准 2g8P$+;  
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3. 光栅级次通道的选择 PKs%-Uk  
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示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 tLXw&hFk`g  
32FGDM  
1. 光栅配置和对准 s;M*5|-  
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→ 查看完整应用使用案例 ? UDvFQ&  
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2. 基底处理 ~J{{n_G{  
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3. 谐振波导光栅的角响应 *c c+
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q,&T$Tw  
4. 谐振波导光栅的角响应 OkUpgXU  
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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 -B(KQT,J  
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1. 用于超短脉冲的光栅 W>nb9Isp  
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→ 查看完整应用使用案例 ]*U')  
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2. 设计和建模流程 m3-J0D<  
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3. 在不同的系统中光栅的交换 ='>UKy[=  
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