[技术]光学系统中的光栅建模——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 bQd'objpY  
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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。 Z./$}tVUG  
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2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 lz1RAp0R"  
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 单光栅分析 ! Rrk
 
−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。 z OwKh>]  
−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。 w]<V~
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 系统内的光栅建模 *Rm"3S  
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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。 /bm2v;  
−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^dk:  
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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。 $~)BO_;o  
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3. 系统中的光栅对准 M9[52D!{  
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 安装光栅堆栈 .+ezcG4q  
−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）。 bsClw  
−参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 |!t&ZpdD  
 堆栈方向 A]<+Aq@{  
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 zEM c)  
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 安装光栅堆栈 \NZ(Xk  
- 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）。 # <?igtUO  
- 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 Fw{:fFZC[  
 堆栈方向 &,DZ0x
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- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 %_P[ C}4  
- 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 $G\WW@*GE  
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 横向位置 0Y>5&  
−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。 4*0C_F@RX  
−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。 R!)3{cjU@  
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 lIhP\:;S&  
 在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 WHF[l1  
 通过组件定位选项。 ()}(3>O-  
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4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 xF8U )j!  
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 单光栅分析 s7d4)A%  
- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 jT'09r3P  
 系统内的光栅建模 kuq&8f~!  
- 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。 @1w[~QlV  
- 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。 A4~-{.w=  
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 ?<
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5. 光栅级次通道选择 C^IPddw>  
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 方向 m{gw:69h  
- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 #lfW0?Y'  
 衍射级次选择 88&M8T'AP  
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 9 _oAs"w  
- 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。 $xU)t&Df
 
 备注 !kxJ&VmeF  
- 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 ;;|o+4Ob;  
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6. 光栅的角度响应 0f5c#/7C9  
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 衍射特性的相关性 pi|=3W  
- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 [C#H _y(  
- 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。 XfQK kol  
- 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） oh
0*bh  
- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 /:;"rnvq  
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示例＃1：光栅物体的成像 V7"^.W*  
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1. 摘要 FeT| Fh:L  
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→ 查看完整应用使用案例 K`0'2  
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2. 光栅配置与对准 5S*aZ1t18  
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3. 光栅级次通道的选择 #OlPnP2  
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示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 U1W8f|u  
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1. 光栅配置和对准 ^GS\(egt  
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→ 查看完整应用使用案例 UP7?9\  
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2. 基底处理  20]p<  
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3. 谐振波导光栅的角响应 *\Lr]6k  
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4. 谐振波导光栅的角响应 iwy;9x  
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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 J$U_/b.mk  
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1. 用于超短脉冲的光栅 Q-7L,2TL  
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→ 查看完整应用使用案例 I+,CiJ|4  
WXY-]ir.  
2. 设计和建模流程 !X9^ L^v}  
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3. 在不同的系统中光栅的交换 6OB3%R'p  
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