[技术]光学系统中的光栅建模——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 ]!]B7|JFJ  
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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。 |xF!3GGms  
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2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 o%!s/Z1  
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 单光栅分析 g[*"LOw  
−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。 OIK46D6?.  
−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。 "G^TA:O:=  
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 系统内的光栅建模 VsJKxa4  
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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。 $;&l{
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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。 jK".iqx2L  
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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。 c39j|/!;Y  
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3. 系统中的光栅对准 $Dd-2p  
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 安装光栅堆栈 XS #u/!  
−为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 `kE7PXqa  
−参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 /+*N.D'`t,  
 堆栈方向 za+)2/ `L  
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 3IJ0 P.x!o  
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 安装光栅堆栈 ;l1.jQh  
- 为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 9]{va"pe7  
- 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 4l{$dtKbI  
 堆栈方向 ak-agH  
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 p_ f<@WE  
- 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 xXc>YTK'  
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 横向位置 *u:,@io7'G  
−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。 G"m?2$^-A  
−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。 S>>wf:\ c  
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 d3|/&gDBK  
 在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 Te[v+jgLY,  
 通过组件定位选项。 :8]8
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4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 j"'a5;Sy  
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 单光栅分析 jf-XVk5q  
- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 o&&`_"18  
 系统内的光栅建模 Yku6\/^  
- 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。 [\#ANA"  
- 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。 .drY  
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 w/O'&],x  
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5. 光栅级次通道选择 8nu!5 3  
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 方向 LSA6*Q51  
- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 oe.Jm#?2.  
 衍射级次选择 +uSp3gE"  
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 tW4
X+d"  
- 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。 V8):!  
 备注 _@y uaMoW=  
- 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 u:lBFVqk  
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6. 光栅的角度响应 dqJ 8lU?  
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 衍射特性的相关性 W4&8  
- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 m~*qS4  
- 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。 (3mL!1\  
- 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） $kxP5q%9  
- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 87[ ,.W  

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示例＃1：光栅物体的成像 Jw@X5-(Cp  
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1. 摘要 ULxQyY;32  
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2. 光栅配置与对准 i KQj[%O  
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3. 光栅级次通道的选择 lAM)X&}0  
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示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 WN{8gL&y  
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1. 光栅配置和对准 hWbu

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→ 查看完整应用使用案例 zO\_^A|8H  
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2. 基底处理 g2TK(S|#  
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3. 谐振波导光栅的角响应 CHv n8tk  
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4. 谐振波导光栅的角响应 (*\&xRY|C  
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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 !p+rU
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1. 用于超短脉冲的光栅 d7b`X<=@s  
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→ 查看完整应用使用案例 U&B(uk(2  
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2. 设计和建模流程 1_LKqBgo  
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3. 在不同的系统中光栅的交换 8M!9gvcaO  
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