[技术]光学系统中的光栅建模——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 $66DyK?  
S$fCO$bU  
光栅是当前光学中最常用的衍射光学元件。如今已常用于复杂光学系统，与其他组件协同作用。因此，迫切需要对系统内部的光栅进行分析，从而评估系统的性能。我们将通过实例说明如何在VirtualLab Fusion对系统中的光栅建模。并将对光栅的对准、光栅级次通道设置以及光栅角度响应等问题进行讨论。 kKSn^qL*  
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2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 %xI,A'#  
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 单光栅分析 bX]$S 5c_u  
−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。 yu62$d  
−它有助于分析和可视化光栅的衍射特性，例如衍射角度和效率。 WAbt8{$D  
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 系统内的光栅建模 faaFmEC  
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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。 fN
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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。 W 7Y5~%@  
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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。 k@ZmI^  
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3. 系统中的光栅对准 as6YjE.Yy  
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 安装光栅堆栈 "8Y4;lbN.q  
−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）。 {__"Z<  
−参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 m48m5>  
 堆栈方向 W.u}
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−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 hK&/A+*  
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 安装光栅堆栈 J@c)SK%2h  
- 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）。 ']ussFaQ  
- 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 bO%bMZWB!y  
 堆栈方向 ca1A9fvo  
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。
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- 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 E=Z.v  
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 横向位置 \j]i"LpWb  
−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。 bm_'giQ:  
−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。 4b B)t#  
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 OXuBtW*,z+  
 在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 Rj9YAW$  
 通过组件定位选项。 Rb~NX  
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4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 *94<rlh{"  
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 单光栅分析 Vs)Pg\B?  
- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 r9Wk7?w)  
 系统内的光栅建模 .>0j<|~  
- 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。 Wi Mi0?$.  
- 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。 ? -PRS.=%  
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 [wJM=`!W  
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5. 光栅级次通道选择 5 #)5Z8`X  
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 方向 >weY_%a  
- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 lr:rQw9  
 衍射级次选择 ^#T@NN0T  
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 #MbkU])  
- 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。 F(J6 XnQ  
 备注 %- W3F5NK  
- 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 YQWGv,47\  
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6. 光栅的角度响应 yF-EHNNf  
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 衍射特性的相关性 ?8AchbK;N  
- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 u:Fa1 !4JR  
- 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。 UMN3.-4K#  
- 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） |kPjjVGF{  
- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 nm)H\i  
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示例＃1：光栅物体的成像 7JvBzD42  
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1. 摘要 b*w@kLLN  
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→ 查看完整应用使用案例 A dNQS  
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2. 光栅配置与对准 o gec6u}  
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3. 光栅级次通道的选择 tk'1o\@p9b  
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示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 <$6r1y*G  
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1. 光栅配置和对准 1:!_AU?  
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→ 查看完整应用使用案例 e"7<&% Oq  

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2. 基底处理 U"nk AW  
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3. 谐振波导光栅的角响应 LqNt.d @  
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4. 谐振波导光栅的角响应
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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 5;WESk  
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1. 用于超短脉冲的光栅 @c;XwU]2t  
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→ 查看完整应用使用案例 (,nQ7,2EX  
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2. 设计和建模流程 ,> Ya%;h2k  
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3. 在不同的系统中光栅的交换 nXU`^<nA  
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