[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。 Mv3Ch'X[  
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2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 s
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 单光栅分析 4=Zlsp  
−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。 E7D DMU  
−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。 !p$V7pFu6  
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 系统内的光栅建模 qCMcN<:>  
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−在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 gE&f}M-  
−这样可以对系统内的光栅进行建模，从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。 "?!IPX2\S  
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两种建模方法通常可以一起使用，如先优化光栅结构本身，然后将其插入系统。 ?#'
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3. 系统中的光栅对准 tXx9N_/  
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 安装光栅堆栈 1Sy#*  
−为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 /D q]=P  
−参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 bu.36\78  
 堆栈方向 'coqm8V[%  
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 U6Qeode  
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 安装光栅堆栈- 为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 1L0ku@%t9Y  
- 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 堆栈方向 ?OSd8E+itM  
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。- 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 xfzR>NU  
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 横向位置 !\m.&lk'^  
−对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时，必须考虑光栅的横向位置。 ru&RL HFV  
−例如，激光束（紧密地）聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上，效果可能会大不相同。 5IepVS(>?v  
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 9T]]TEv4  
 在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 TcC=_je460  
 通过组件定位选项。 GH
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4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 .cb mCFXL  
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 单光栅分析 m} V,+E  
- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 B}Qo8i7 z  
 系统内的光栅建模 FR <wp  
- 但是，任何现实的光栅结构都放置在基底上，使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 x\=h^r#w  
- 平面建模考虑了菲涅耳损耗，但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 |LQmdgVr$  
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 aH6pys!O  
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5. 光栅级次通道选择 ]u:NE'0Xy  
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 方向 )*uI/E  
- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 qGw6Wp~  
 衍射级次选择 =:b/z1-v  
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 kSDV#8uZ  
- 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。 vw3W:TL  
 备注 #y
?z2!  
- 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 QhZ%<zN  
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BP7_o63/G  
6. 光栅的角度响应 }X$>84s>[P  
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 衍射特性的相关性 ;R67a V,  
- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 ^mGTZxO  
- 对于不同的波长/偏振，衍射效率也不同，并且对于不同的入射角，衍射效率也不相同。 Pg:Nz@CQ  
- 为了解决与角度有关的衍射行为，可能需要指定k域中的采样点（等效于角度空间） q q`UvU  
- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 NZ_45/(dx  
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Q=dR[t>^  
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示例＃1：光栅物体的成像 r8xH A  
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1. 摘要 46
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2. 光栅配置与对准 GY!&H"%  
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     mr;WxxO5  
3. 光栅级次通道的选择 S`-z$ph}  
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ZF`ckWT:-N  
   XnNK)dUT}  
示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 f(3#5288  
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1. 光栅配置和对准
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2. 基底处理 ='mqfGRi>  
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3. 谐振波导光栅的角响应 ($3Qj
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4. 谐振波导光栅的角响应 osnDW aN  
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   $k!t&G  
示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 u!F3Rh8D  
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1. 用于超短脉冲的光栅 2;q6~Y,  
"BTA"  
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^x4gUT-Wy  
F'Wef11Yz  
DO0["O74  
Gjzhgz--  
2. 设计和建模流程 7`P(LQAr!  
8*|
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j6Vuj/+}  
#$8tBo  
3. 在不同的系统中光栅的交换 N!P* B$d  
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