[技术]光学系统中的光栅建模——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 y>o#Hq&qM  
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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。 <FJ#Hy+  
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2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 l5MxJ>?4%B  
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 单光栅分析 }Yt0VtL
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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。 }FK6o 6  
−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。 t (1z+  
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 系统内的光栅建模 JrQN-e!  
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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。 7OZs~6(  
−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_-{$8|  
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两种建模方法通常可以一起使用，如先优化光栅结构本身，然后将其插入系统。 I?PKc'b  
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3. 系统中的光栅对准 5GY%ZRHh  
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 安装光栅堆栈 *<UQ/)\  
−为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 ]EK"AuEz`  
−参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 @#V{@@3$  
 堆栈方向 o1Xk\R{  
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 +F/'+  
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 安装光栅堆栈 dv,8iOL  
- 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）。 Gzs x0%`)  
- 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 HU'd/5fun  
 堆栈方向 _#
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- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 dFUsQ_]<  
- 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 *s!8BwiE  
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 横向位置 Pc$<Cv|vz  
−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。 KomF)KQ2r  
−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。 fer'2(G?W  
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 9LFg":  
 在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 J#D!J8KP7  
 通过组件定位选项。 L*5&hPU  
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4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 L7KHs'c*  
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 单光栅分析 $;@s  
- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 :he
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 系统内的光栅建模 MTF:mL
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- 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。 }&!rIU  
- 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。 Lb];P"2e+  
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 fkx 9I m4  
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5. 光栅级次通道选择 #v`G
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 方向 ?d_Cy\G  
- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 EatpORq  
 衍射级次选择 YZoH{p9f  
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 }R J2\CP  
- 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。 B4{A(-Tc  
 备注 Ck[Z(=b$$:  
- 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 xi.;`Q^#  
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6. 光栅的角度响应 ,{.&xJ$  
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 衍射特性的相关性 8Mp
  
- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 ."h;H^5  
- 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。 nGP>M#F  
- 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） \F<]l6E  
- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 #4|?;C)u\  
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示例＃1：光栅物体的成像 `yxk Sb  
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1. 摘要 ?49wq4L;a  
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→ 查看完整应用使用案例 jOe %_R  
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2. 光栅配置与对准 CqF< BE  
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3. 光栅级次通道的选择 b9:E0/6   
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示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 D@0eYX4s  
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1. 光栅配置和对准 AA@J~qd u  
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→ 查看完整应用使用案例 .kBAUkL:  
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2. 基底处理 2sf/^XC1  
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3. 谐振波导光栅的角响应 4}l,|7_&I  
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4. 谐振波导光栅的角响应  EI+.Q  
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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 vL-%"*>v  
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1. 用于超短脉冲的光栅 lZb1kq%9g  
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→ 查看完整应用使用案例 RMsr7M4<91  
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2. 设计和建模流程 x!W
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3. 在不同的系统中光栅的交换 PN<Y&/fB  
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