[技术]光学系统中的光栅建模——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 T"XZ[q  
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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。 @e3O=_m-  
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2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 Nz\=M|@(#  
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 单光栅分析 ;| )&aTdH  
−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*5)g  
−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。 tNG0ft%a  
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 系统内的光栅建模 @y2{LUJe  
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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。 R>BnUIu  
−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。 >01&3-r  
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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。 {OXKXRCa  
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3. 系统中的光栅对准 B_aLqB]U  
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 安装光栅堆栈 /YKg.DA|  
−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）。 eR$qw#%c*  
−参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 1}%vZE2  
 堆栈方向 @6~r7/WD  
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 &$
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 安装光栅堆栈 5 <X.1T1  
- 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`
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- 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 [AstD9  
 堆栈方向 2f2Vy:&O_  
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 *UJ.cQ}  
- 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 lyc ]E 9  
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 横向位置 Ka%u#};  
−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。 ]q~_  
−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。 5?9K%x'b  
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 dT?/9JIv  
 在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 b*i_'k}*<g  
 通过组件定位选项。 o/I'Qi$v-  
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4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 W@Et  
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 单光栅分析 XRARgWj  
- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 )(V|d$n  
 系统内的光栅建模 P_6JweN  
- 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。 Wwo'pke  
- 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。 }22h)){n#Y  
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 PWUS@I  
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5. 光栅级次通道选择 nsW#  
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 方向 >8%<ML  
- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 7-S?\:J  
 衍射级次选择 jMFLd  
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 noI>Fw<V  
- 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。 gkkT<hEV=  
 备注 uknX py))  
- 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 X^Dklqqy  
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6. 光栅的角度响应 my|]:(_0d  
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 衍射特性的相关性 dZMf5=tb  
- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 9W5~I9%  
- 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。 olLVT<  
- 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） $>if@}u  
- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 SrVo0$5)  
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示例＃1：光栅物体的成像 dbVMG-z8  
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1. 摘要 4zo^ b0v  
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→ 查看完整应用使用案例 L'A9TW2  
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2. 光栅配置与对准 v^A4%e<8^r  
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3. 光栅级次通道的选择 *Rx&#9  
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示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 :)*+aS"  
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1. 光栅配置和对准 m.6O%jD  
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→ 查看完整应用使用案例 6<hE]B)  
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2. 基底处理 dilom#2l  
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3. 谐振波导光栅的角响应 '((pW  
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|d)*,O4s  
4. 谐振波导光栅的角响应 L^E#"f  

R\T1R"1  
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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 hj4mbL  
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1. 用于超短脉冲的光栅 UE\Z]t!  
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→ 查看完整应用使用案例 oE.59dx  
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2. 设计和建模流程 `k;MGs)&  
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3. 在不同的系统中光栅的交换 Q94Lq~?YF  
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