[技术]光学系统中的光栅建模——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 kXViWOXU^  
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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。 pJ>P[  
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2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 91/Q
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 单光栅分析 )j6~Wy@4  
−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。 n3WlZ!$  
−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。 .7J#_*NV  
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 系统内的光栅建模 &s(^@Oa
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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。 &bS,hbDt  
−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。 vz&|J   
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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。 /l3V3B7  
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3. 系统中的光栅对准 "69s)~  
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 安装光栅堆栈 !t"4!3  
−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）。 {qk1_yP  
−参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 10Q ]67  
 堆栈方向 p%ki>p )E|  
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 : 6jbt:  
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 安装光栅堆栈 l$KA)xbI  
- 为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 A`%k:@  
- 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 D\v+wp.  
 堆栈方向 hgG9m[?K  
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 ic:zsuEm  
- 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 ,)cM3nu  
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 横向位置 T=DbBy0-  
−对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时，必须考虑光栅的横向位置。 fgTg7 m  
−例如，激光束（紧密地）聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上，效果可能会大不相同。 ~ah~cwmpS  
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 LENq_@$  
 在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 w{8xpAqm  
 通过组件定位选项。 NWESP U):w  
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4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 ,L2ZinU:  
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 单光栅分析 8Al{+gx@?  
- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 n&4N[Qlv,  
 系统内的光栅建模 ^LnTOdAE  
- 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。 g/d<Zfq<{  
- 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。 #lo6c;*m5  
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 6Igz:eX  
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#P9~}JB3,  
5. 光栅级次通道选择 1s&zMWC  
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 方向 "S]0  
- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 q[_VuA]&  
 衍射级次选择 KZY}%il!`  
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 9rX&uP)j^#  
- 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。 O/(`S<iip  
 备注 _Ay9p[l  
- 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 .hb:s,0mP  
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6. 光栅的角度响应 <NY^M!  
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 衍射特性的相关性 Lg+Ac5y}`  
- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 F,F4nw<W  
- 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。 76Cl\r
V  
- 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） 7F7{)L  
- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 :pY/-Cgv  
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示例＃1：光栅物体的成像 ?3,:-"(@p  
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1. 摘要 uAq~=)F>,  
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→ 查看完整应用使用案例 Sv#XIMw{,  
SM#]H-3  
2. 光栅配置与对准 lv<*7BCp  
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3. 光栅级次通道的选择 n ATuD  
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示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 N^G Mp,8  
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1. 光栅配置和对准 #U4F0BdA  
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→ 查看完整应用使用案例 [Td4K.c  
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2. 基底处理 ]NY~2jmX  
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G@\1E+Ip  
3. 谐振波导光栅的角响应 %6,SKg p  
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4. 谐振波导光栅的角响应 T^t# c  
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~9]hV7y5C  
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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 YeL#jtC  
BWa,f8  
1. 用于超短脉冲的光栅 X6X $Pve  
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|Q6.299  
$E~`\o%Ev  
→ 查看完整应用使用案例
&*,#5.  
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2. 设计和建模流程 ->-KCd1b  
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3. 在不同的系统中光栅的交换 w^|*m/h|@u  
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