[技术]光学系统中的光栅建模——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 (S1$g ~t;  
l,pq;>c9a  
光栅是当前光学中最常用的衍射光学元件。如今已常用于复杂光学系统，与其他组件协同作用。因此，迫切需要对系统内部的光栅进行分析，从而评估系统的性能。我们将通过实例说明如何在VirtualLab Fusion对系统中的光栅建模。并将对光栅的对准、光栅级次通道设置以及光栅角度响应等问题进行讨论。 ]+ug:E{7  
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2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 o"TEmZUP  
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 单光栅分析 C+O`3wPZp  
−通过主窗口“光栅”菜单，可以进入仅针对光栅的特殊评估环境。 tz._*n83  
−它有助于分析和可视化光栅的衍射特性，例如衍射角度和效率。 67Ge}6*2pd  
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 系统内的光栅建模 pLrNYo*d  
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−在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 \-
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−这样可以对系统内的光栅进行建模，从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。 {/ZB>l@D>8  
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两种建模方法通常可以一起使用，如先优化光栅结构本身，然后将其插入系统。 )` 
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3. 系统中的光栅对准 fM \T^X  
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 安装光栅堆栈 ~r&Q\G  
−为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 Pbd#Fu;  
−参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 ]Cbht\Ag"  
 堆栈方向 @q[-,EA9  
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 l AE$HP'o  
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 安装光栅堆栈 Ff%m.A8d,4  
- 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）。 V ;"?='vVe  
- 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 eAm7*2  
 堆栈方向 (f $Y0;v>}  
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 Z/:(*FC  
- 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 />.&  
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 横向位置 OlMCF.W#3  
−对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时，必须考虑光栅的横向位置。 .oAg (@^6  
−例如，激光束（紧密地）聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上，效果可能会大不相同。 XlDVJx<&J  
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 CDoZv""  
 在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 ]:m*7p\uk  
 通过组件定位选项。 *!'00fv  
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4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 ra$_#HY  
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F''4j8  
 单光栅分析 8t9sdqM/C  
- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 NM[w=  
 系统内的光栅建模 QF!K$?EU[  
- 但是，任何现实的光栅结构都放置在基底上，使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 :t^=~xO9  
- 平面建模考虑了菲涅耳损耗，但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 T-f+<Cxf  
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 .E[k}{k,  
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2*%0m^#^6  
5. 光栅级次通道选择 in(n[K  
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 方向 4>$>XL1  
- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 M/Bn^A8@  
 衍射级次选择 cf@:rHB}  
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 }*IX3
4  
- 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。 )x?F1/  
 备注 >:KPvq!0  
- 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 &..'7  
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6. 光栅的角度响应 vnXpC!1  
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 衍射特性的相关性 k3^S^Bv\  
- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 jpOi Eo  
- 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cvK]x  
- 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） /of,4aaK7  
- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 f0MHh5  
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示例＃1：光栅物体的成像 CQ#p2  
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1. 摘要 E83{4A4  
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→ 查看完整应用使用案例 zx0{cNPK5  
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2. 光栅配置与对准 ]>*Z 1g;
  
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3. 光栅级次通道的选择 L!-T`R8'c  
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示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 M)Ogb'@#  
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1. 光栅配置和对准 S(9fGh  
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→ 查看完整应用使用案例 gQ
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2. 基底处理 mA3C)V  
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3. 谐振波导光栅的角响应 b
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4. 谐振波导光栅的角响应 ~hYG%  
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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 cFD(Ap  
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1. 用于超短脉冲的光栅 DoNbCVZ  
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→ 查看完整应用使用案例 f{k2sU*uBE  
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2. 设计和建模流程 f!0*^d  
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3. 在不同的系统中光栅的交换 q
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