[技术]光学系统中的光栅建模——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 1L=)93,M  
9A9T'g)Du  
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。 Iq 0ew  
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2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 6LabFX@{&  
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 单光栅分析 pfFHuS~  
−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。 3k
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−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。 4Ofkagg  
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 系统内的光栅建模 Ms-)S7tMz  
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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。 f{P?|8u  
−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。 @0 [^SU?  
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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。 wNmC1HOh  
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3. 系统中的光栅对准 -x|!?u5F  
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 安装光栅堆栈 E5Sn mxd  
−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）。 F&   
−参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 !-ZY_  
 堆栈方向 0;hn;(V]"  
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 h67{qY[J[  
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 安装光栅堆栈 U=5~]0g  
- 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）。 L$y~\1-  
- 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 _CBMU'V  
 堆栈方向 3{wuifS  
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 9mjJC  
- 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 d]N_<@tx9  
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 横向位置 @a,=ApS"  
−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。 >7~,w1t  
−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。 W_,7hvE?"H  
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 ~ H/ZiBL@  
 在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 *kcc]*6@s  
 通过组件定位选项。 N>1d]DrQR  
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4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 fzvyR2 I  
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 单光栅分析 $xcZ{C  
- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 qk(bA/+e  
 系统内的光栅建模 u6| IKZ  
- 但是，任何现实的光栅结构都放置在基底上，使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 34nfL: y  
- 平面建模考虑了菲涅耳损耗，但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 KVUub'k  
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 <RtyW  
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5. 光栅级次通道选择 7>0u N|  
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 方向 |f!J-H)  
- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 o$V0(
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 衍射级次选择 VT=gb/W6)a  
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 w0vsdM;G  
- 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。 :"H?phk  
 备注 '2|P-/jU  
- 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 `(=?k[48  
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6. 光栅的角度响应 "fUNrhCx  
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 衍射特性的相关性 }[h]z7e2S  
- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 b?qV~Dgk`  
- 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。 e4tC[6;  
- 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） ]qu6/Z  
- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 >yHtGIHe-  
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示例＃1：光栅物体的成像 o4Cq  /K  
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1. 摘要 ;Krb/qr4_  
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→ 查看完整应用使用案例  7Z<GlNv  
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2. 光栅配置与对准 kM&-t&7  
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3. 光栅级次通道的选择 9=}[~V n  
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示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 ^;.u}W  
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1. 光栅配置和对准 WVKAA.  
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→ 查看完整应用使用案例 ~J>;l s1  
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2. 基底处理 :FtV~^Z  
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3. 谐振波导光栅的角响应 s/s&d pT*  
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4. 谐振波导光栅的角响应 gsM^Pu09ud  
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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 ",Vx.LV  
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1. 用于超短脉冲的光栅 wVnmT94  
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→ 查看完整应用使用案例 z=
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2. 设计和建模流程 6 R})KIG  
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3. 在不同的系统中光栅的交换 8wOscL f:  
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