[技术]光学系统中的光栅建模——实例讨论 [复制链接]

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。 >*e,+ok  
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2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 -=VGXd  
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 单光栅分析 Pj7n_&*/  
−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。 'G8.)eTA'  
−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。 lAAs/  
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 系统内的光栅建模 b&xlT+GN  
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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。 sFa5#w*>  
−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。 +/Qgl  
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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。 a_amO<!   
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3. 系统中的光栅对准 $i.)1.x  
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 安装光栅堆栈 s2;
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−为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 (^;Fyf/  
−参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 yp\sJc`  
 堆栈方向 V>:ubl8j0l  
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 2-x#|9  
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 安装光栅堆栈- 为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 0MX``/Z72  
- 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 堆栈方向 jw$[b=sa  
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。- 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 $*z>t*{7  
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 横向位置 8}<4f|?  
−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。 t182&gpd`  
−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。 <j^bk"l p  
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 5fDnr&DR  
 在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 1:VbbOu->V  
 通过组件定位选项。 8
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4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 K3On8  
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 单光栅分析 1@vlbgLr@  
- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 c037#&Q%#  
 系统内的光栅建模 +*vg)F:  
- 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。 E[E7GsmqV  
- 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。 Cp[ NVmN  
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 WPu{ ]<pl  
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{B,r  
5. 光栅级次通道选择 WZ]f \S  
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 方向 'I8K1Q=/  
- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 *oca  
 衍射级次选择 l1MVC@'pvP  
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 Q  
- 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。 di5>aAJ)D  
 备注 $bd2TVNV:  
- 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 :d,]BB  
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6. 光栅的角度响应 ]|PDsb"e  
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 衍射特性的相关性 <JNiW8 PG  
- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 4<{]_S6"0y  
- 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。 :\<D q71  
- 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） ~.H*"  
- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 V.U9Q{y
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示例＃1：光栅物体的成像 d?Y|w
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1. 摘要 [;n/|/m,  
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2. 光栅配置与对准 01^+HEbm  
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3. 光栅级次通道的选择 k~,({T<  
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示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 i3[%]_eP.  
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1. 光栅配置和对准 P56B~M_  
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2. 基底处理
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3. 谐振波导光栅的角响应 ><Awk~KR  
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4. 谐振波导光栅的角响应 ;ifPqLkO  
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XTro;R=#  
   2.>aL  
示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 jo}yeGbU  
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1. 用于超短脉冲的光栅 ]I<w;.z  
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m*f"Y"B.1I  

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2. 设计和建模流程 ~cL)0/j}  
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?;xL]~Q~1  
3. 在不同的系统中光栅的交换 kE`Fg(M  
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