[技术]光学系统中的光栅建模——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 =QtFJ9\  
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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。 zixG}'  
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2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 \({'Xo >(  
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 单光栅分析 sw$uZ$$~#  
−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。 @/^mFqr2  
−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。 z5M6  
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 系统内的光栅建模 vFntzN>#  
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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。 m<>BxX  
−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。 ,z/aT6M?H  
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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 \DZ.#=d  
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 安装光栅堆栈 LAxN?ok9gD  
−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）。 O=}Rp1  
−参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 8t*sp-cy|  
 堆栈方向 f?k0(rl  
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 r W[;3yMf  
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 安装光栅堆栈 |R@T`dW  
- 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）。 Ta?}n^V?;  
- 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 Zc1x"j  
 堆栈方向 MU a[}?  
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 ;j1E6  
- 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 ~d]v{<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。 13#ff  
−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。 #vV]nI<MF.  
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 uWdF7|PN7  
 在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 <YFDS;b|  
 通过组件定位选项。 vQi=13Pw  
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4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 Y#68_%[  
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 单光栅分析 \/3(>g?4  
- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 kpn|C 9r  
 系统内的光栅建模 z&d.YO_W  
- 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。 }BlyEcw'aN  
- 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。 .@OQ$D<  
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 23^>#b7st  
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5. 光栅级次通道选择 lF!
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 方向 WC~;t4  
- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 )>FAtE   
 衍射级次选择 p)/e;q^  
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 4};@QFT*  
- 并非总是需要考虑所有衍射级，建议仅使用感兴趣的衍射级。 =exCpW>  
 备注 jC>ZMy8U)4  
- 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 ch0^g8@Q[  
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6. 光栅的角度响应 R'c dEo
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 衍射特性的相关性 MZh.Xo  
- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 GE!nf6>Km  
- 对于不同的波长/偏振，衍射效率也不同，并且对于不同的入射角，衍射效率也不相同。 # `E  
- 为了解决与角度有关的衍射行为，可能需要指定k域中的采样点（等效于角度空间） 9S]pC?N]E  
- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 qK%N{ro[{?  
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示例＃1：光栅物体的成像 Pt5wm\  
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1. 摘要 l.pxDMY  
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2. 光栅配置与对准 {"Sv~L|J;  
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3. 光栅级次通道的选择 aYa`ex  
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示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 q$
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1. 光栅配置和对准 q&@s/k  
3 twA5)v  
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m=9b/Nr4  
→ 查看完整应用使用案例 rwj+N%N  
$;Fx Zkp  
2. 基底处理 4Y59^  
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3. 谐振波导光栅的角响应 PzKTEYJL  
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4. 谐振波导光栅的角响应 ^O7sQ7V"f=  
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示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 F;#$Q  
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1. 用于超短脉冲的光栅 ri4z^1\  
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→ 查看完整应用使用案例 ^9,^BHlC0  
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2. 设计和建模流程 mF@7;dpr  
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3. 在不同的系统中光栅的交换 %7mGMa/  
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