[技术]光学系统中的光栅建模——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 BHu%x|d  
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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。 bu8AOtY9E-  
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2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 F~$ay@g  
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 单光栅分析 $L4h'(s  
−通过主窗口“光栅”菜单，可以进入仅针对光栅的特殊评估环境。 j.ZXLe~  
−它有助于分析和可视化光栅的衍射特性，例如衍射角度和效率。 PX- PVW  
Pihpo  
Fhrj$  
 系统内的光栅建模 zCdcwTe  
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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。 $KVCEe!X  
−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。 LO;?#e7  
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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。 MW2{w<-]7  
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3. 系统中的光栅对准 5c\dm  

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 安装光栅堆栈 jdI
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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）。 r+!29  
−参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 W6s-epsRmT  
 堆栈方向 3wMnTT"At  
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 !C@+CZXLx  
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W1&"dT@  
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 安装光栅堆栈 #}lWM%9Dy  
- 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）。 h0?w V5H  
- 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 +!K*FU=).  
 堆栈方向 -%dBZW\u2  
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 d"tR?j  
- 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 ]*hH.ZBY"^  
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 横向位置 &~c`p[  
−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。 iwy;9x  
−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。 p^1~o/  
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 2;K2|G7  
 在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 @*roW{?!  
 通过组件定位选项。 L_tjclk0J  
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Q-7L,2TL  
4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 fDRG+/q(+  
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 单光栅分析 CQPq5/@Y4  
- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 "A> _U<Y  
 系统内的光栅建模 L&d.&,CNs'  
- 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。 !4T!@"#  
- 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。 ?./%7v  
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 sDY+J(Z  
DYoGtks(  
l.P;85/+  
S!n?b|_  
5. 光栅级次通道选择 {.?pl]Zl6  
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 方向 %OsxXO?  
- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 \XO'7bNu-  
 衍射级次选择 G+2 ,x0(  
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 ROXa/  
- 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。 ?E<9H/  
 备注 Sx8C<S5r<  
- 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 Omi/sKFMi  
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6. 光栅的角度响应 i{16&4 '  
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 衍射特性的相关性 =kf"%vFV  
- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 t .}];IJP  
- 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~v~s 'c&  
- 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） -L<FVB  
- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 p I~;3T:!  
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示例＃1：光栅物体的成像 MMUlA$*t  
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1. 摘要 ef)zf+o  
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S;y4Z:!  
→ 查看完整应用使用案例 $4
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2. 光栅配置与对准 m;A[2 6X  
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3. 光栅级次通道的选择 6B%  h  
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示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 Mi{ns $B%  
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1. 光栅配置和对准 s2GF*{  
hSR+7qN<e  
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→ 查看完整应用使用案例 kN78j  
Ibu9AwPm  
2. 基底处理 C\aHr!  
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3. 谐振波导光栅的角响应 =<#G~8WYz  
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4. 谐振波导光栅的角响应 E>f
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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 P.5l9Ns(O  
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1. 用于超短脉冲的光栅 1kw*Q:  
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→ 查看完整应用使用案例 xVbRCu#Z  
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2. 设计和建模流程 1}c'UEr%)  
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3. 在不同的系统中光栅的交换 zfv@<'  
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