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1. 摘要 +#-kIaU
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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。 k W<Yda<a
)K aL SL>
 D0Vyh" ua 9S:{ 2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述
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.%x"t>] 单光栅分析 }
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?n?' −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。 wMH[QYb<* −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。 [K/O5_ rxs~y{ Xi  18DTv6?QG 系统内的光栅建模 )z 2|"Lp 0[n c7)sW
−在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 pY+.SuM
−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。 ioB|*D<U2
zW*} `S "  1*C:h g@ ]]el| 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。 mgi,b2
zq,iLoY[R 3. 系统中的光栅对准 V ~/.Y&W N 6OfdD.y 6BDt.bG
安装光栅堆栈 M
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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）。 z7-`Y9Ypd
−参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 \n[
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堆栈方向 M-{*92y&
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−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈
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安装光栅堆栈 Yx6hA#7I
- 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）。 DKh}Y
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- 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 U);O R
堆栈方向 ue@8voZhS/
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 HeCcF+
- 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 j8pFgnQ
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 5|{)Z]M%9 NUMi])HkN .Y! :x =e
横向位置 ):krJ+-/y
−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。 ,*dzJT$k
−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。 BBvZeG $Y
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 h2% J/69
在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 $&IpX M]
通过组件定位选项。 " \:ced
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4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 |6%.VY2b XvskB[\ @rO4y`
单光栅分析 6
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- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 ^uW%v2
系统内的光栅建模 t+Z`n(>
- 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。 x l0DN{PG
- 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。 }E; F)=E
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 Uki9/QiX>
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MMx MdC<4^| 5. 光栅级次通道选择 EA|k5W*b m&IsDA n $%PVJs
方向 5)'P'kVi7.
- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 gLQ #4H
衍射级次选择 lJ{V
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 uLN[*D
- 并非总是需要考虑所有衍射级，建议仅使用感兴趣的衍射级。 \t3qS
eWc/
备注 5]"SGP
- 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 9`"DFFSMS
Dag`>|my
 (][LQ6Pc z^W$%G 6. 光栅的角度响应 Q_zr\RM> [pgZbOIN37 4v dNMV~
衍射特性的相关性 7=P^_LcU
- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 f9TV%fG?
- 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。 V 0{tap}
- 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） g4&jo_3:p
- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 P<; 7j ?
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q10-N o6}n8U}bk 示例＃1：光栅物体的成像 oRq!=eUu_
xxa} YIe8 1. 摘要 YQ(Po!NI\'
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 Hs0pW5oZ
7#-y-B]l
→ 查看完整应用使用案例 H{fM %* w 7*+TP~WI 2. 光栅配置与对准 #a9_~\s 3/goCg  &%F@O<:
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 n:#TOU1ix<  0SV \{]2
n9hm790x- 3. 光栅级次通道的选择 ^toAw8A=@0
RtV.d \
 H;KDZO9W pyB~M9Bp/ 示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 H{`{)mS
5cfA;(H 1. 光栅配置和对准 hR)2xz
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RA1yr+)
→ 查看完整应用使用案例 pR$6,Vi
T] | d 5E 2. 基底处理 -q>^ALf|@>
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ITPxz j4.&l3 3. 谐振波导光栅的角响应 cv o[s, p
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5O8 <[Oo*:A!7 4. 谐振波导光栅的角响应 k*$3i
4u 1KF:g
 =_d %=m *"9<TSU%m 示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 ijYvqZ_
1:NS}r+>3. 1. 用于超短脉冲的光栅 b:MG@Hxc
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ltA/
→ 查看完整应用使用案例 FC>d_=V ^ eh /HnJs 2. 设计和建模流程 );JJ2Jlk d
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 ImkrV{,e S +I^!gT 3. 在不同的系统中光栅的交换 j\2[H ^
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 U{#xW l)|lTOjb 文件信息 KH<v@ IJ\
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 ZBM!MSf: 6
= >G# 进一步阅读 U^$E'Q-VK
- Configuration of Grating Structures by Using Interfaces JAP (|
- Configuration of Grating Structures by Using Special Media ^gg !Me
- VirtualLab Fusion Technology – FMM / RCWA [S-Matrix] rc{o?U'^- z7=fDe
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