[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。 VG\ER}s&P  
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2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 A\.M/)Qo  
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 单光栅分析 ou-5iH?  
−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。 +Mv0X%(N  
−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。 +3t(kQ  
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 系统内的光栅建模 nS'0i&<{1  
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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。 ">voi$Kzey  
−这样可以对系统内的光栅进行建模，从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。 'L0 2lM  
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     P/Sv^d5=e  
两种建模方法通常可以一起使用，如先优化光栅结构本身，然后将其插入系统。 |2c'0Ibu  
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3. 系统中的光栅对准 n2Ycq&O  
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 安装光栅堆栈 )n
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−为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 /1tqTi  
−参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 oOe5IczS(  
 堆栈方向 6eK18*j%H  
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 {?BxVDD07  
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 安装光栅堆栈- 为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 =}U`q3k  
- 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 堆栈方向 xk.\IrB_  
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。- 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 aLuxCobV  
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 横向位置 ;l5F il,3  
−对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时，必须考虑光栅的横向位置。 Uq0RJ<n  
−例如，激光束（紧密地）聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上，效果可能会大不相同。 j$A~3O<e"  
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 Y-@K@Zu]?  
 在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 &FIPEe#n  
 通过组件定位选项。 ix$?/GlL  
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4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 xhj A!\DS  
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 单光栅分析 .& B_\*  
- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 a@lvn/b2  
 系统内的光栅建模 I(bH.{1n7  
- 但是，任何现实的光栅结构都放置在基底上，使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。  g  O,X  
- 平面建模考虑了菲涅耳损耗，但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 Elh: %dr Q  
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 'kL>F&|  
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5. 光栅级次通道选择 ~:D
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 方向 O+@"l$;N  
- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 LwZBM
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 衍射级次选择 N9r02c  
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 1%G<gbHpI  
- 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。 iXqc$!lTH  
 备注 W
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- 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 A5Qzj]{ba  
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6. 光栅的角度响应 P>z k  
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 衍射特性的相关性 6+_)(+c  
- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 '""qMRCm  
- 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。 NDm@\<MIzB  
- 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） |Vs|&0  
- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 4tz8^z[Kw  
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示例＃1：光栅物体的成像 VHsuC$3W  
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1. 摘要 c|x:]W'ij  
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2. 光栅配置与对准 |tP1,[w">  
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3. 光栅级次通道的选择 h ^g"FSzP  
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示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 aCcBmc  

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1. 光栅配置和对准 h`Vb#5ik  
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2. 基底处理 ji?0;2Y  
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3. 谐振波导光栅的角响应 Zq~2BeB  
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4. 谐振波导光栅的角响应 N~{0QewMI'  
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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 %1gJOV  
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1. 用于超短脉冲的光栅 ;!, ]}2w*X  
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2. 设计和建模流程 B3O^(M5W
 
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3. 在不同的系统中光栅的交换 |(}uagfrd  
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