[技术]光学系统中的光栅建模——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 G rp{ .  
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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。 "TZY)\{L  
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2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 :5,~CtF5 `  
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 单光栅分析 >5Yn`Fc5  
−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。 '-YiV  
−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。 5MaN {*)l  
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 系统内的光栅建模 @6>Q&GYqt  
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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。 Zek@xr;]  
−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。 x2"1,1%H7  
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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。 cQj`W *  
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3. 系统中的光栅对准 hhy+bA}  
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 安装光栅堆栈 at
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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）。 @F<{/|P  
−参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 <J&S[`U!  
 堆栈方向 s Z[[ymu8  
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 U.Mfu9}#:  
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 安装光栅堆栈 1n8[fgz  
- 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）。 VO|ECB2e  
- 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 RVatGa0  
 堆栈方向 +twoUn{#  
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 6WY/[TC-  
- 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 )y,^M3$?C  
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 横向位置 k."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。 )@N d3Z  
−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。 .xsfq*3e5  
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 G tI )O}  
 在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 6eV#x%z@v'  
 通过组件定位选项。 7&ED>Bk  
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4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 ]y0Y(  
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 单光栅分析 WTfjn|a  
- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 la3B`p  
 系统内的光栅建模 >$4#G)s  
- 但是，任何现实的光栅结构都放置在基底上，使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 ,dIev<  
- 平面建模考虑了菲涅耳损耗，但不与光栅叠层的FMM计算耦合。
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- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 m-Eh0Zl>Z  
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5. 光栅级次通道选择 FJ;I1~??  
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 方向 w 9dkJo  
- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 .Kb3VNgwvm  
 衍射级次选择 `L'g<VK;  
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 vF27+/2+R  
- 并非总是需要考虑所有衍射级，建议仅使用感兴趣的衍射级。 3kn-tM  
 备注 sey,J5?  
- 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 |?!i},Ki;  
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6. 光栅的角度响应 UY',n,  
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 衍射特性的相关性 o`bc/3!  
- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 /WuYg OI  
- 对于不同的波长/偏振，衍射效率也不同，并且对于不同的入射角，衍射效率也不相同。 ']M/'CcM  
- 为了解决与角度有关的衍射行为，可能需要指定k域中的采样点（等效于角度空间） :7v'[b  
- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 Met]|&  
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示例＃1：光栅物体的成像 _ \D%  
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1. 摘要 r_T)|||v  
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→ 查看完整应用使用案例 FdU]!GO-X  
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2. 光栅配置与对准 Un6R)MVT  
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3. 光栅级次通道的选择 >US*7m }  
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示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 ]VI^
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1. 光栅配置和对准 Z vysLHj  
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→ 查看完整应用使用案例 cAWn*%  
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2. 基底处理 fLDrit4_Q  
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3. 谐振波导光栅的角响应 <FT7QO$I  
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4. 谐振波导光栅的角响应 `^M]|7  
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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 )qWwh)\;!  
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1. 用于超短脉冲的光栅 H/,KY/>i  
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→ 查看完整应用使用案例 {:X'9NEE  
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2. 设计和建模流程 JF=R$!5  
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3. 在不同的系统中光栅的交换 bC{4a_B  
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