[技术]光学系统中的光栅建模——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 }sxn72,  
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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。 *8ExRQZ$  
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2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 H<ZU#U0FZf  
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 单光栅分析 me\cLFw  
−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。 &kQ!KA28  
−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。 Ra3ukY

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 系统内的光栅建模 A%vsno!  
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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。 m_!U}!  
−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|^$kK  
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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。 xq!IbVV/h  
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3. 系统中的光栅对准 OK`Z@X_,bW  
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 安装光栅堆栈 U&y`-@A4  
−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）。 !U BVPR*  
−参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 @ERu>nSP  
 堆栈方向 IbWPlbH  
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 MFg'YA2/  
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 安装光栅堆栈 LW39YMw<  
- 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）。 $`vkw(;t)1  
- 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 P 4;{jG  
 堆栈方向 b Dg9P^<n  
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 4R+P  
- 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 o@dy:AR  
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 横向位置 {TL +7kiX/  
−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。 '@:[axu  
−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。 j;2<-{  
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 C(]'&~}(  
 在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 A/Khk2-:  
 通过组件定位选项。 JCQ:
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4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 Q
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 单光栅分析  #[ :w  
- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 s#lto0b"8  
 系统内的光栅建模 'XTs -=  
- 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。 iMWW%@U^=  
- 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。 m4gU*?  
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 8U^D(jrz  
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5. 光栅级次通道选择 VD#!ztcY'  
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 方向 =hcPTU-QU  
- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。  9d"5wx  
 衍射级次选择 hNO)~rt  
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 [EGx
  
- 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。 ]xR4->eix  
 备注 /Ri,>}n  
- 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 ?f@ 9nph  
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6. 光栅的角度响应 !~d'{sy6  
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 衍射特性的相关性 ( 2zeG`  
- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 `Z8^+AMc  
- 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。 tE:X,Lt[  
- 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） cno;>[$  
- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 %uEtQh[  
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示例＃1：光栅物体的成像 ~BQV]BJ7  
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1. 摘要 /=trj5h  
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→ 查看完整应用使用案例 {,F/KL^u  
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2. 光栅配置与对准 3d@ef|  
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3. 光栅级次通道的选择 hU)'OKe  
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示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 2x6<8J8v*  
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1. 光栅配置和对准 >"bnpYSe  
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→ 查看完整应用使用案例 Wk,6) jS=}  
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2. 基底处理 Kny%QB
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3. 谐振波导光栅的角响应 %Dra7B%  
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4. 谐振波导光栅的角响应 cP,;Qbe  
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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 hc6.#~i  
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1. 用于超短脉冲的光栅 N:OD0m%`)  
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→ 查看完整应用使用案例 ,;7`{Nab  
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2. 设计和建模流程 Mq76]I%  
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3. 在不同的系统中光栅的交换 R04.K!  
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