[技术]光学系统中的光栅建模——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 d`:0kOF+  
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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。 R ~cc]kp0  
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2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 bDr'W  
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 单光栅分析 jReI+ pS  
−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。 :dK%=j*ZK  
−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。 0S'EnmG  
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 系统内的光栅建模 d>(dSKx  
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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。 sG\=_-"
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−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。 _]<]:b
 
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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。 -5C
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3. 系统中的光栅对准 HVC\(h,)i  
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 安装光栅堆栈 87*R#((  
−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*WdD/r|  
−参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 / {A]('t  
 堆栈方向 AKS(WNGEp  
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 (V |P6C  
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 安装光栅堆栈 +8~S28"Wg3  
- 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）。 M14pg0Q  
- 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 U_14CLsdG  
 堆栈方向 !Dz:6r  
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 <q_H 3|  
- 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 ^goS?p/z  
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 横向位置 c>]_,Br~  
−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。 Tvk=NJ  
−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。 of(Nq@  
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 (2%C%#]8  
 在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或
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 通过组件定位选项。 Ad]r )d{  
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4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 $bMeL7CN  
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 单光栅分析 fF>H7  
- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 dkCSqNFL)  
 系统内的光栅建模 8l?]UFM>C  
- 但是，任何现实的光栅结构都放置在基底上，使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 T nPC\.x  
- 平面建模考虑了菲涅耳损耗，但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 :S,#*rPKBK  
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 Wqy8ZgSC  
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5. 光栅级次通道选择 6.ap^9AD  
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 方向 |rNm_L2  
- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 OD*DHC2rN]  
 衍射级次选择 654PW9{(  
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 <01MXT-  
- 并非总是需要考虑所有衍射级，建议仅使用感兴趣的衍射级。 6C)OO"Bc  
 备注 %d*}:295  
- 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 +K+ == mO&  
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6. 光栅的角度响应 6Q\n<&,{  
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 衍射特性的相关性 j^LnHVHk1  
- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 K)^.96{/@  
- 对于不同的波长/偏振，衍射效率也不同，并且对于不同的入射角，衍射效率也不相同。 3aW4Gs<g  
- 为了解决与角度有关的衍射行为，可能需要指定k域中的采样点（等效于角度空间） 6g$+))g  
- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 Ot v{#bB$  
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示例＃1：光栅物体的成像 .]8 Jeb  
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1. 摘要 =. OWsFv  
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→ 查看完整应用使用案例 ysvn*9h+&  
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2. 光栅配置与对准 [rGR1>U?i  
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3. 光栅级次通道的选择 eeuAo&L&  
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示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 )v'3pTs2  
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1. 光栅配置和对准 =(v/pLLK?  
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→ 查看完整应用使用案例 i"U3wt|A  
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2. 基底处理 V8&%fxn+  
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3. 谐振波导光栅的角响应 v82@']IN  
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4. 谐振波导光栅的角响应 A:k`Ykr[  
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V$^x]z  
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示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 R?^FO:nM%!  
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1. 用于超短脉冲的光栅 #F[6$. Gr  
A@&+!sO  
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→ 查看完整应用使用案例 )WuuU [(  
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2. 设计和建模流程 vFy/  
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3. 在不同的系统中光栅的交换 4W$53LP8  
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