[技术]光学系统中的光栅建模——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 Z.am^Q^Y!  
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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。 &$?e D{  
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2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 r(h&=&T6  
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 单光栅分析 S~d_SU~>`  
−通过主窗口“光栅”菜单，可以进入仅针对光栅的特殊评估环境。 BF@(`D&>  
−它有助于分析和可视化光栅的衍射特性，例如衍射角度和效率。 f#_XR  
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 系统内的光栅建模 /=w9bUj5v  
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−在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 Rp4EB:*  
−这样可以对系统内的光栅进行建模，从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。 A
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两种建模方法通常可以一起使用，如先优化光栅结构本身，然后将其插入系统。 +M
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3. 系统中的光栅对准 vCyvy^s-I  
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 安装光栅堆栈 Ja>UcE29  
−为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 T=35?   
−参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 &sR=N60n  
 堆栈方向 0@d)DLM?  
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 !`q*{Ojx  
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 安装光栅堆栈 O(
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- 为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 :#0uy1h  
- 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 (mz5vzyw  
 堆栈方向 _+g5;S5  
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 .CdaOWM7  
- 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 Oe4 l` =2  
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 横向位置 ?z%@;&  
−对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时，必须考虑光栅的横向位置。 *T"JO|  
−例如，激光束（紧密地）聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上，效果可能会大不相同。 x7K   
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 s:lar4>kM  
 在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 F+,X%$A#?  
 通过组件定位选项。 []:;8fY  
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4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 >Z?fX  
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 单光栅分析 RR!(,j^M  
- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 y ,
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 系统内的光栅建模 J01w\#62pQ  
- 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。 }[}u5T`w>  
- 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。 gS4zX>rqe  
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 ^6[KzE#*  
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5. 光栅级次通道选择 !R;P"%PHV  
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 方向 <
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- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 `bu3S}m7  
 衍射级次选择 _6"vPN  
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 ~R/w~Kc!/A  
- 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。 _H}y7  
 备注 sv\'XarM  
- 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 21D4O,yCe  
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6. 光栅的角度响应 IK5FSN]s/  
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 衍射特性的相关性 @Tb T  
- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 9\i;zpN\  
- 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。 zy`4]w$Lj+  
- 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） (q`Jef  
- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 ~r;da9  
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示例＃1：光栅物体的成像 ms'&.u&<  
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1. 摘要 ov: h4  
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→ 查看完整应用使用案例 6GX'&z  
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2. 光栅配置与对准 RrKAgw  
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3. 光栅级次通道的选择 4 q
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示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 q)gZo[]~  
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1. 光栅配置和对准 S`2MQL  
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→ 查看完整应用使用案例 VOwt2&mZ  
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2. 基底处理 dvxD{UH  
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3. 谐振波导光栅的角响应 V\ch0i 1  
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4. 谐振波导光栅的角响应 Ek_k_!  
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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 F`8A!|cIy  
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1. 用于超短脉冲的光栅 i_g="^
 
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→ 查看完整应用使用案例 mmY~V:,Kd  
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2. 设计和建模流程 pW8pp?  
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3. 在不同的系统中光栅的交换 8"wA8l.  
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