[技术]光学系统中的光栅建模——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 IQPu%n{0v  
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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。 KMj\A d  
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2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 @&}}tALi  
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 单光栅分析 5v)^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。 SA +d4P_T  
−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。 <a"(B*bBd  
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\#HW.5  
 系统内的光栅建模 l<+[l$0#  
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−在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 }gkLO TJ/,  
−这样可以对系统内的光栅进行建模，从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。 ]o<]A[<  
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两种建模方法通常可以一起使用，如先优化光栅结构本身，然后将其插入系统。 ^aSb~lce  
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3. 系统中的光栅对准 kkq1:\pZ]a  
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 安装光栅堆栈 MT-T
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−为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 9-;-jnDy   
−参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 *D?_,s  
 堆栈方向 k_7m[o  
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 ?P'$Vxl  
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 安装光栅堆栈 .$&^yp  
- 为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 >5CK&6  
- 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 ,.<mj !YE  
 堆栈方向 ~!$"J}d}<  
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 CPOHqK`k  
- 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 3+
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 横向位置
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−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。 v)+g<!  
−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。 KnG7w^  
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 no*)M7  
 在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 T?7u [D[[  
 通过组件定位选项。 MNu0t\`p4  
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4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 s)E  \  
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 单光栅分析 ^ }7O|Y7  
- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 (uC8M,I\  
 系统内的光栅建模 I){4MoH.  
- 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。 4'O,xC  
- 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}
K,wAx  
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 `==l
2AX  
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5. 光栅级次通道选择 I\mF dE  
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 方向 %66="1z0@  
- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 *z~,|DQ(A  
 衍射级次选择 0i*V?  
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 +bznKy!  
- 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。 &
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 备注 0-Mzb{n5  
- 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 tl0|.Q,  
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6. 光栅的角度响应 :H]d1  
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 衍射特性的相关性 t%}<S~"  
- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 H!IVbL`a{  
- 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。 @ VWED  
- 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） u9"=t  
- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 \bARp z?a  
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示例＃1：光栅物体的成像 wMVUTm  
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1. 摘要 `>sOOA  
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→ 查看完整应用使用案例 Jpapl%7v  
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2. 光栅配置与对准 E f\|3D_  
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3. 光栅级次通道的选择 Vgj#-7bdyi  
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示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 DzpWU8j  
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1. 光栅配置和对准 Jw
]!x1rF~  
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→ 查看完整应用使用案例 u !BU^@P  
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2. 基底处理 G=cRdiy`C  
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.) Ej#mk  
$4{sPHi)I  
3. 谐振波导光栅的角响应 }+!"mJx@  
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Cu+p!hV  
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4. 谐振波导光栅的角响应 tNY;wl:wp  
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示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 ??/bI~Sd  
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1. 用于超短脉冲的光栅 ZD&F ,2v  
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L/u|90)L  
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→ 查看完整应用使用案例 No7-fX1B  
R[m-jUL  
2. 设计和建模流程 ?$/::uo  
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3. 在不同的系统中光栅的交换 ;T
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