[技术]光学系统中的光栅建模——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 ;G0~f9  
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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。 t}cj8DC!  
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2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 6aM`qz)  
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 单光栅分析 8!3+Obj  
−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。 PP.k>zsx  
−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。 _( w4\]  
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 系统内的光栅建模 E-X-LR{CC  
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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。 k|BY 7C  
−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。 }C/}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。 csRba;Z[  
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3. 系统中的光栅对准 y3 LWh}~E  
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 安装光栅堆栈 5f/[HO)  
−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）。 OMJr.u  
−参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 r;O{et't7y  
 堆栈方向 ;y=w :r\A  
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 $ n  n4  
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 安装光栅堆栈 0 v/+%%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）。 vIN6W  
- 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 6@H&S  
 堆栈方向 J-Sf9^G  
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 m1\>v?=K  
- 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 -|
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 横向位置 $T;3*D90  
−对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时，必须考虑光栅的横向位置。 1?7QS\`)fB  
−例如，激光束（紧密地）聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上，效果可能会大不相同。 `'0opoQRe  
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 f,t[`0 va  
 在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 IdzF<>;W  
 通过组件定位选项。 "D3JdyO_S  
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4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 oS_'@u.5  
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 单光栅分析 {sX*SbJt  
- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 LwY_6[Ef  
 系统内的光栅建模 [C771~BL>  
- 但是，任何现实的光栅结构都放置在基底上，使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 Bfi9%:eG  
- 平面建模考虑了菲涅耳损耗，但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 FuEHO6nx  
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 s15f <sp  
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5. 光栅级次通道选择 "_?^uymw  
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 方向 c^Wm~"r  
- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 >4h4t/G  
 衍射级次选择 1$".7}M4$  
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 ffE%{B?  
- 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。 nr s!e  
 备注 HL88  
- 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 v]!|\]  
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6. 光栅的角度响应 ?#FAa,  
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 衍射特性的相关性 XZKOBq B]  
- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 G1| Tu"  
- 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。 $1Xg[>1g5  
- 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） foL`{fA  
- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 c-M&cU+=L  
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示例＃1：光栅物体的成像 9wtl|s%A%  
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1. 摘要 Ef?_d]  
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→ 查看完整应用使用案例 Crww\#E;  
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2. 光栅配置与对准 }>tUkXlhJ<  
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3. 光栅级次通道的选择 l@Ml8+  
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示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 L[O+9Yh  
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1. 光栅配置和对准 ueqR@i  
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→ 查看完整应用使用案例 5gEUE{S  
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2. 基底处理 2QBq  
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3. 谐振波导光栅的角响应 +  1v@L  
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4. 谐振波导光栅的角响应 Y> 7/>x6  
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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 m >'o&Hj  
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1. 用于超短脉冲的光栅 &&>OhH`  
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→ 查看完整应用使用案例 ;AHa|35\  
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2. 设计和建模流程 -i 6<kF-W  
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3. 在不同的系统中光栅的交换 c%v%U &  
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