[技术]光学系统中的光栅建模——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 z}w7X6&e  
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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。 5yk#(i7C  
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2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 5.d[C/pRw  
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 单光栅分析 7zq@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。 OXJ
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−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:Nc^QP|tm  
49.B!DqQW&  
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 系统内的光栅建模 @ Fkhida  
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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。 4-m6e$p;  
−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。 {B-*w%}HU  
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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 1 Ge+  
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3. 系统中的光栅对准 y9b%P]i  
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 安装光栅堆栈 $*;`$5.x^  
−为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 _iL?kf  
−参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 F?^L^N^  
 堆栈方向 ALj~e#{;z  
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 :V1j*)  
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 安装光栅堆栈 !2h ZtX  
- 为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 k.z(.uc=  
- 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 ,u>[cRqw  
 堆栈方向 eR0$CTSw  
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 u*/+cT  
- 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 F$bV}>-1k  
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 横向位置 L7hRFf-o  
−对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时，必须考虑光栅的横向位置。 p6Z|)1O]  
−例如，激光束（紧密地）聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上，效果可能会大不相同。 axpZ`BUc  
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 oC-v>&bW  
 在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 v2_` iwE  
 通过组件定位选项。 hJsP;y:@Lm  
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4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 LT"H-fTgs  
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 单光栅分析 vd)zvI  
- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 \5 rJ  
 系统内的光栅建模 k/D{&(F ~  
- 但是，任何现实的光栅结构都放置在基底上，使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 `CI_zc=jx  
- 平面建模考虑了菲涅耳损耗，但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 R<U]"4CBx  
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 7f4O~4.[i  
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P#7=h:.522  
- Z`RKR8C  
5. 光栅级次通道选择 UKQ"sC  
Fj(GyPFG  
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 方向 f:-l}Zj  
- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 bMxK@$G~  
 衍射级次选择 ~`C_B]3|  
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 SI=u-'%  
- 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。 X fqhD&g  
 备注 tM^4K r~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 !Av9?Q:  
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6. 光栅的角度响应 EG;E !0  
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 衍射特性的相关性 P/girce0  
- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 ZGDT 6,  
- 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。 Rh?bBAn8  
- 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） Ff%V1BH[  
- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 c#s
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示例＃1：光栅物体的成像 a9z#l}IQ  
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1. 摘要 kB> ~Tb0  
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→ 查看完整应用使用案例 -g]Rs!w'  

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2. 光栅配置与对准 J6AHc"k.  
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3. 光栅级次通道的选择 RhH1nf2UR  
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示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 >sfg`4  
15\m.Ix  
1. 光栅配置和对准 GWnIy6TH l  
b}3"v(  
Z[oEW>_A  
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→ 查看完整应用使用案例 g[3LPKQ  
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2. 基底处理 DH-M|~.sf^  
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?)xIn)#ls  
3. 谐振波导光栅的角响应 "6$V1B0KW  
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4. 谐振波导光栅的角响应 CWn\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 qd*}d)!  
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1. 用于超短脉冲的光栅 +jGHR&A t  
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→ 查看完整应用使用案例 4wl1hp>,  
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2. 设计和建模流程 &AQqI  
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3. 在不同的系统中光栅的交换 *qd:f!Q3  
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