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    [技术]光学系统中的光栅建模——实例讨论 [复制链接]

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    在线infotek
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2025-10-15
    1. 摘要 VEAf,{)Q  
    -)%l{@Mr  
    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。 Gv,_;?7lD  
    9F8"(  
     JGH;&UYP  
    zcCX;N  
    2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 \(9hg.E  
    B4k ~~;|  
     单光栅分析 CR$\$-  
    −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。 c8qsp n  
    −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。 H.sHXuu  
    #T0uPK ;  
    PqFK*^)s  
     系统内的光栅建模 3D3/\E#'o  
    ;0lHi4 c0  
    −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 aiP.\`>}  
    −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。 -eH5s3:A  
     h^E"eC  
    BD6oN]  
    }?zy*yL  
    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。 $q`650&S*  
     p<#WueR[  
    3. 系统中的光栅对准 %5|awWo_?  
    d(u"^NH;  
    w0n.Y-v4i  
     安装光栅堆栈 ;c1ar)G7  
    −为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 Bi7QYi/  
    −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 zTODV<-`  
     堆栈方向 \{W}  
    −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 09jU 0x  
    E<u6 js,  
    Opc, {,z6  
    8]U;2H/z  
     安装光栅堆栈 s+{)K  
    - 为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 nH*JR  
    - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 L+s3@ C;b  
     堆栈方向 #l kv&.)x  
    - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 y7ng/vqM7  
    - 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 3 o=R_%r  
    -%8*>%  
      4[=vt  
    Y.9s-g  
    +AGI)uQQ  
     横向位置 N#(p_7M  
    −对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时，必须考虑光栅的横向位置。 V/C":!;  
    −例如，激光束（紧密地）聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上，效果可能会大不相同。 )erI3?k  
    −光栅的横向位置可通过一下选项调节 49vKb(bz{  
     在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 M`6rI  
     通过组件定位选项。  u>R2:i  
    1D3{\v  
    JDi\?m d.  
    4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理     n o6q3<re  
    p%;n4*b2  
    b^WTX  
     单光栅分析 `_`\jd@  
    - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 _ISIq3A?  
     系统内的光栅建模 .UJp#/EHs  
    - 但是，任何现实的光栅结构都放置在基底上，使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。 /CR Z  
    - 平面建模考虑了菲涅耳损耗，但不与光栅叠层的FMM计算耦合。 W dM?{; #  
    - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 |$AoI  
    @3T)J,f  
     b#XY.+ *0  
    "Dr8}g:X  
    5. 光栅级次通道选择 pP JhF8Dt  
    6x?3%0Km  
     R d|#-7  
     方向 rUJIf;Zwo  
    - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 0O,Q]P 82f  
     衍射级次选择 &-l(nr]h]  
    - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 1DzI@c~X  
    - 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。 QLr.5Wcg>  
     备注 ,OGXH2!h  
    - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 ' 3h"Ol{b  
    IEbk_-h[  
     Pra,r9h,  
    J. %%]-f=&  
    6. 光栅的角度响应 =8Bq2.nlR  
     D`Tx,^E  
    (c^ZFh2]  
     衍射特性的相关性 S5a?KU  
    - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 ZT;8Wvo  
    - 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。 9d5|rk8VS  
    - 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） WoYXXYP/E  
    - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 st91r V$y?  
    Ze?(N~  
     m]XG7:}V0  
    <G+IbUG:  
    示例＃1：光栅物体的成像 ^)\z  
     Zt3Y<3o  
    1. 摘要 8v|?g8e3  
    k;)t}7(  
     f9ziSD#  
    g#??Mz   
    → 查看完整应用使用案例     vh29mzum  
    C71\9K*X  
    2. 光栅配置与对准 g`NJ `  
       /b ]Yya#  
    -chk\75  
    #.Q8q  
     @d/Wa=K  
    Qj:`[#3?2  
     ?G|*=-8  
    3. 光栅级次通道的选择 c)5d-3"  
    oZ CvEVUk  
     &O&;v|!9  
       ZSs)AB_Pe/  
    示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 #YEOY#  
     Uu}a! V  
    1. 光栅配置和对准 cq?&edjP  
    F4o)6+YM   
     aC2cyUuaN  
    e7# B?  
    → 查看完整应用使用案例 7QnQ=gu  
     i,3[0*ge  
    2. 基底处理 @U)k~z2Hk  
    C VyYV &U,  
     O /S:S  
    8D)I~0\  
    3. 谐振波导光栅的角响应 v&#=1Zb  
    x!@3.$  
     w%Bo7 'o)V  
    _,G^#$pH  
    4. 谐振波导光栅的角响应 [UW%(N  
    E <O:  
     $VgazUH% =  
        ,xhB  
    示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 jO5R0^w  
     $$GmundqB  
    1. 用于超短脉冲的光栅 'K8emt$d+  
    7y/Pch  
    -_4ZT^.Lna  
    2u=Nb0  
    →     查看完整应用使用案例     &OXnZT3P  
    jf|5}5kSlf  
    2. 设计和建模流程 X6Y<pw`y  
    u`j9m @`  
     r6x"D3  
    XZ3)gYQi  
    3. 在不同的系统中光栅的交换 %XU V[L}  
    '9w.~@7  
     --t5jSS44  
     
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