[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。 VkD8h+)  
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2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 Wl4T}j  
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 单光栅分析 DM73 Nn^5  
−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。 OFyZY@B-C~  
−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。 E2 5:eEXa  
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 系统内的光栅建模 m V U(b,  
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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。 +(*;F4>  
−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。 v)TFpV6b{p  
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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。 |PI]v`[  
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3. 系统中的光栅对准 Je5UVf3>2&  
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 安装光栅堆栈 @eQo  
−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）。 yD0,q%B`}  
−参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 S!u`V3-s  
 堆栈方向 'A|OVyH  
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 /j{`hi  
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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）。 1o;*`  
- 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 @rTAbEk{U  
- 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。 ]{[8$|Mg  
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 横向位置 xyoh B#'W  
−对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时，必须考虑光栅的横向位置。 [~ Wiy3n  
−例如，激光束（紧密地）聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上，效果可能会大不相同。 Fe4QWB6\U  
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 T}?vp~./   
 在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 2WA =U]  
 通过组件定位选项。 &|:T+LVv$+  
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4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 ic"n*SZa  
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 单光栅分析 Tz=YSQy$9  
- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 /R_*u4}iD  
 系统内的光栅建模 $rZ:$d.C  
- 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。 `f@VX :aL}  
- 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。 Y'.WO[dgf  
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 O$><E8q  
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5. 光栅级次通道选择 >gt_C'  
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 方向 %HRFH  
- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 I82?sQ7  
 衍射级次选择 ~dIb>[7wy  
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 kXj%thDx  
- 并非总是需要考虑所有衍射级，建议仅使用感兴趣的衍射级。 FmALmS  
 备注 !n=@(bT*wT  
- 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 [_3Rhp:  
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6. 光栅的角度响应 seFug  
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 衍射特性的相关性 %j].' ;  
- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 pai>6p  
- 对于不同的波长/偏振，衍射效率也不同，并且对于不同的入射角，衍射效率也不相同。 /!o(Y8e>x  
- 为了解决与角度有关的衍射行为，可能需要指定k域中的采样点（等效于角度空间） w"CcWng1  
- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 6~b~[gA  
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Nk-biD/J  
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示例＃1：光栅物体的成像 W|U!kqU  
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1. 摘要 :<%q9)aPf`  
5zlgmCGow  
Sx,O)  
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2. 光栅配置与对准 S9Fg0E+J  
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3. 光栅级次通道的选择 XA~Rn>7&H  
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示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 ?~rF3M.=|  
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1. 光栅配置和对准 JMu|$"o&{  
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2. 基底处理 d"+zDc;  
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3. 谐振波导光栅的角响应 *LeFI%  
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4. 谐振波导光栅的角响应 ^RG6h  
0SV#M6`GX  
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   ;C%40;Q  
示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 'v4#mf  
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1. 用于超短脉冲的光栅 R2Fh WiL  
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%4U;Rdq&Ud  
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2. 设计和建模流程 SF61rm  
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~#iRh6^98  
3. 在不同的系统中光栅的交换 @D8c-`LC"*  
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