[技术]光学系统中的光栅建模——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 xsbE TP?  
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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。 ,T$U'&;  
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2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 ChPmX+.i_  
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 单光栅分析 }rw
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−通过主窗口“光栅”菜单，可以进入仅针对光栅的特殊评估环境。 WlC:l  
−它有助于分析和可视化光栅的衍射特性，例如衍射角度和效率。 u0c1:Uv#~e  
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 系统内的光栅建模 k"zv~`i'  
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−在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 | rtD.,m   
−这样可以对系统内的光栅进行建模，从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。 c9 _rmz8  
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两种建模方法通常可以一起使用，如先优化光栅结构本身，然后将其插入系统。 bJ {'<J  
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3. 系统中的光栅对准 8^+%I/S$  
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 安装光栅堆栈 ^%{7}g&$u  
−为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 }!.(n=idZ  
−参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。
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 堆栈方向 uh>; 8  
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 ~4Fvy'  
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 安装光栅堆栈 wc4{)qDE  
- 为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 '-XXo=>0MV  
- 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 SZ'R59Ee<  
 堆栈方向 ;'@9[N9  
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 ItrDJ'  
- 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 bJTBjS-7  
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 横向位置 d/kv|$XW  
−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。 ;dgp+  
−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。 N S[l/0F&  
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 QlU8uI[dk  
 在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 :':s@gqr  
 通过组件定位选项。 e6$WQd`O  
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4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 ?%[@Qb=2  
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 单光栅分析 S_UIO.K  
- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 v PG},m~-  
 系统内的光栅建模 UySZbmP48  
- 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。 :*9Wh  
- 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。 y766; X:J  
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 ]Q)OL  
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5. 光栅级次通道选择 vV-`jsq20H  
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 方向 I:1C8*/  
- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 T}v4*O.,  
 衍射级次选择 f(y:G^V  
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 =MDysb&:  
- 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。 [?N~s:}  
 备注 {fT6O&br  
- 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 ;+
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6. 光栅的角度响应 T!)(Dv8@F  
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 衍射特性的相关性 '3^'B03  
- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 Ry6@VQ"NLb  
- 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。 $Ri; ^pZw[  
- 为了解决与角度有关的衍射行为，可能需要指定k域中的采样点（等效于角度空间） a~y'RyA  
- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 B>P{A7Q  
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示例＃1：光栅物体的成像 z1X`o  
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1. 摘要 suDQ~
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V+9 MoT?8  
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→ 查看完整应用使用案例 AFE~ v\Gz  
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2. 光栅配置与对准 6?c7$Y  
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3. 光栅级次通道的选择 /jJw05;L  
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示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 oe-\ozJ0  
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1. 光栅配置和对准 St*h>V6  
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→ 查看完整应用使用案例 .U]-j\  
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2. 基底处理 ji0@P'^;  
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3. 谐振波导光栅的角响应 >tW#/\x{  
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4. 谐振波导光栅的角响应 nb%6X82Q  
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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+/e2Y  
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1. 用于超短脉冲的光栅 C]A.i2o8  
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→ 查看完整应用使用案例 ^k9I(f^c-_  
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2. 设计和建模流程 eehb1L2(b  
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3. 在不同的系统中光栅的交换 ~b8]H|<'Y  
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