[技术]光学系统中的光栅建模——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 3-U@==:T  
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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。 yGX"1Fb?;x  
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2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 +@jX|  
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 单光栅分析 U9%#(
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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。 HWxwG'EEY,  
−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。 {/K_NSg+h  
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 系统内的光栅建模 Yxd&hr  
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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。 V^E.9fs,  
−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。 p}9bZKyf  
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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。 h+d3JM  
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3. 系统中的光栅对准 %eQw\o,a  
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 安装光栅堆栈 ar[*!:!  
−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）。 (|_N2R!  
−参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 61=D&lb  
 堆栈方向 a534@U4,  
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 LS{t7P9K  
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 安装光栅堆栈  b@m\ca  
- 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）。 1GI/gc\  
- 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 j_Qkw ?  
 堆栈方向 q;L~5q."E  
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 aEwwK(ny  
- 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 )ND%MYJSq  
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 横向位置 OD`?BM  
−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*/0[|n*  
−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。 i_kKE+Q  
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 1Kc[).O1  
 在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 >YuiCf?c7  
 通过组件定位选项。 AV:P/M^B  
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4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 'mR9Uqq\  
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 单光栅分析 q#!]5
 
- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 [K
4wd%+  
 系统内的光栅建模 f!n0kXVu6U  
- 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。 "Acc]CqH*  
- 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。 y1@*)| r  
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 5y%-K=d  
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5. 光栅级次通道选择 /yn%0Wish  
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 方向 b w2KD7  
- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 Fy8$'oc  
 衍射级次选择 cTQ]0<9:e  
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。  a }m>  
- 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。 kvo V?<!  
 备注 x{.+i'  
- 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 DpZO$5.Ec+  
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6. 光栅的角度响应 D8S3YdJ  
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 衍射特性的相关性 *
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- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 MR{JMo=r  
- 对于不同的波长/偏振，衍射效率也不同，并且对于不同的入射角，衍射效率也不相同。 LqA&@  
- 为了解决与角度有关的衍射行为，可能需要指定k域中的采样点（等效于角度空间） U1!#TD)@  
- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 K6s%=.Zi(  
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示例＃1：光栅物体的成像 eK)R=M@i  
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1. 摘要 Spqbr@j  
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→ 查看完整应用使用案例 xS>d$)rIj  
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2. 光栅配置与对准 UG5AFZ\  
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3. 光栅级次通道的选择 E@(nKe&6T_  
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示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 2^;zj0]Rt  
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1. 光栅配置和对准 )4tOTi[  
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2. 基底处理 fb*h.6^y9  
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3. 谐振波导光栅的角响应 JOUZ"^v  
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4. 谐振波导光栅的角响应 N}\%r&KR=  
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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 Zb4+zps^-  
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1. 用于超短脉冲的光栅 "PePiW(i+  
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→ 查看完整应用使用案例 !+V."*]l  
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2. 设计和建模流程 4o69t  
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3. 在不同的系统中光栅的交换 )zv"<>Q 6  
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