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。
−在常规光学设置中,可以将光栅组件插入系统的任何位置。
−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。
安装光栅堆栈
−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)。
−参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。
堆栈方向
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈
安装光栅堆栈
– 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)。
– 参考面在3D系统视图中可视化,并有助于对齐光栅。
堆栈方向
– 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。
– 更改此选项时,必须注意嵌入介质设置。
横向位置
−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。
−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。
−光栅的横向位置可通过一下选项调节
在堆栈设置中(不同光栅选项可能有所不同)或
通过组件定位选项。
4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理
单光栅分析
– 通常,衍射效率的计算通常忽略基底的影响。
系统内的光栅建模
– 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。
– 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。
– 它还有助于处理不同介质中的衍射角。
方向
– 输入场可从正面或背面照射光栅,并可反射或透射。
衍射级次选择

– 对于方向组合,可能会有多个衍射级。
– 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。
备注
– 在FMM计算中,光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响
衍射特性的相关性
– 对于给定的光栅,其衍射特性与入射场相关。
– 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。
– 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)
– 对于给定的输入场,VirtualLab Fusion自动确定角度范围。