[技术]光学系统中的光栅建模——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 51:NL[[6  
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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。 /uXEh61$8  
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2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 37j-FLbW  
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 单光栅分析 u ##.t  
−通过主窗口“光栅”菜单，可以进入仅针对光栅的特殊评估环境。 x RV@_  
−它有助于分析和可视化光栅的衍射特性，例如衍射角度和效率。 )ad-p.Hus  
Gag=GHG  
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 系统内的光栅建模 XMt5o&
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−在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 [N$#&4{Je  
−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。 =D1%-ym  
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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。 ^U[c:Rz  
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3. 系统中的光栅对准 :cx}I  
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 安装光栅堆栈 6xFvu7L_c;  
−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）。 *G]zN"Y  
−参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 K6
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 堆栈方向 3&'u7e  
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 Y
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 安装光栅堆栈 KF'DOXBw>  
- 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）。 y@\R$`0J  
- 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 WyO7,Qr\
 
 堆栈方向 [;rty<Z^b  
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 ,};UD  W  
- 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 #osP"~{   
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 横向位置 6/A#P$G  
−对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时，必须考虑光栅的横向位置。 W.B;Dy,Y  
−例如，激光束（紧密地）聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上，效果可能会大不相同。 v2vPfb  
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 >EMsBX  
 在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 _8-iO.T+2  
 通过组件定位选项。 6}Iu~|5  
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4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 {giKC)!  
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 单光栅分析 `cz%(Ry,  
- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 FEdWe\E  
 系统内的光栅建模 P|:*OM p  
- 但是，任何现实的光栅结构都放置在基底上，使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 T7wy{;  
- 平面建模考虑了菲涅耳损耗，但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 ucVWvXCr  
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 hkK+BmMj\  
nBVR)|+M  
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E[z8;A^:0  
5. 光栅级次通道选择 6:(R/9!P  
W(C\lSE0  
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 方向 >z(AQ  
- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 yMJY6$Ct  
 衍射级次选择 vf|lF9@U  
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 0%K/gd#S<  
- 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。 +IRr&J*P  
 备注 IQ&o%   
- 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?*_-NAm  
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6. 光栅的角度响应 e)(m0m\  
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 衍射特性的相关性 (Wj2%*NT  
- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 &ye,A(4  
- 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。 wR x5` @  
- 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） 3eqVY0q  
- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 .U66Uet>RX  
h`_@eax  
!<ae~#]3P  
34@f(^d+^  
示例＃1：光栅物体的成像 7 Q`'1oE?  
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1. 摘要 A7/ R5p  
C< :F<[H  
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→ 查看完整应用使用案例 #rE#lHo  
K*ZH<@o4  
2. 光栅配置与对准 ,%|$# g 0  
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a^9-9*  
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3. 光栅级次通道的选择 Fu K(SP3  
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示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试  N+<`Er  
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1. 光栅配置和对准 12NV  
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→ 查看完整应用使用案例 P5:X7[  
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2. 基底处理 rKP;T"?;  
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3. 谐振波导光栅的角响应 ]t69a4&,#9  
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2|fN*Wm  
4. 谐振波导光栅的角响应 ([-xM%BI6  
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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 9w-V +Nf  
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1. 用于超短脉冲的光栅 %N"9'g>  
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→ 查看完整应用使用案例 9s5PJj"u  
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2. 设计和建模流程 H
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3. 在不同的系统中光栅的交换 4XkSj9D~z  
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