[技术]光学系统中的光栅建模——实例讨论 [复制链接]

1. 摘要 A1>R8Zuhy  
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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。 a*KB'u6
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2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 Of SYOL7o  
.pr- ^  
 单光栅分析 3QZw  
−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。 >Ix)jSNLgo  
−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。 x^;nQas;  
{pm>F}Cwy  
+mYD DlvI  
 系统内的光栅建模 \<]nv}1O  
`4gm'C  
−在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 9=K=gfZ  
−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。 {{SeD:hx  
y!)Z ^u  
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>jq~5HN  
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。 lX;2~iW{/  
QY/36gK  
3. 系统中的光栅对准 Z~9\7QJn  
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 安装光栅堆栈 9Psy
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−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#w[GL|T  
−参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 CT6a  
 堆栈方向 th2a'y=0  
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 Jx[
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 安装光栅堆栈 mflH&Bx9  
- 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）。 C
;y3?+6P$  
- 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 W52AX.Nm  
 堆栈方向 ez"Xb 7  
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 "nf.kj:>  
- 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 {r#2X1  
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 横向位置 f.!)O@HzH  
−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。 .>Gq/[c0|  
−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。 KLGhsx35  
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 .:B] a7b  
 在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 #Wey)DI  
 通过组件定位选项。 ~ou*' w@  
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4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 DK}k||-  
}H&NR?Ax  
F0t!k>  
 单光栅分析 R+ lwOVX  
- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 ;\DXRKR  
 系统内的光栅建模 @kK${  
- 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。 6] <~0{  
- 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。 }nvHEo  
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 x0
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5. 光栅级次通道选择 {'4h.PB+r  
*Em 9R  
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 方向 <03@cs  
- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 ~@S5*(&8  
 衍射级次选择 -9Wx;u4]o  
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 rR@ t5  
- 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。 *A':^vgk  
 备注 Q* ifmnB'  
- 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 lJP6sk  

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6. 光栅的角度响应 X3vTyIsn  
OM*N)*  
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 衍射特性的相关性 8`XT`H  
- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 <cW$ \P}hV  
- 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。 >Ip>x!wi  
- 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）
PdcF  
- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 b&f;p}C24  
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D_ybgX?0:  
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示例＃1：光栅物体的成像 -K hXb  
i% 19|an  
1. 摘要 <GC<uB |p  
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2. 光栅配置与对准 *xR;}%s\  
C8>zr6)1  
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3. 光栅级次通道的选择 h$.y)v  
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示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 ]BGWJ
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1. 光栅配置和对准 nQ2V  
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→ 查看完整应用使用案例 W}
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k0~mK7k  
2. 基底处理 d%VG@./xq  
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3. 谐振波导光栅的角响应 HTiqErD2_  
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4. 谐振波导光栅的角响应 m-9{@kgAM?  
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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 Lsa&A+fru  
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1. 用于超短脉冲的光栅 }z:g}".4  
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→ 查看完整应用使用案例 ; mnV)8:F  
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2. 设计和建模流程 .O!JI"
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3. 在不同的系统中光栅的交换 ^]:w5\DG  
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