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1. 摘要 Oor &1
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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。 td6$w:SN,l
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 C* I~14 #=hI}%n 2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述
G$"$k=[ Ydr/ T/1 单光栅分析 Cp@'
k;( −通过主窗口“光栅”菜单，可以进入仅针对光栅的特殊评估环境。 'l}T_7g −它有助于分析和可视化光栅的衍射特性，例如衍射角度和效率。 xX ktMlI b qt*d )$  utvZ< zz` 系统内的光栅建模 0H-~-z8Y m% {4
−在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 LJ|2=lI+jb
−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。 JM@}+pX
6SIk,Isy8  2AAZZx +$ ?T(>! m 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。 ]$> O--
_IOt(Zb( 3. 系统中的光栅对准 a3<.F&c+c 8SGFzb! h 2y&m8_s-p
安装光栅堆栈 Kn C;j-j
−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）。 a JC ,
−参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 Y70[Nz
堆栈方向 ByrK|lVM0
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 b $f@.L
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安装光栅堆栈 4X@
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- 为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 R`wL%I!?f
- 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 VV*Z5U@b
堆栈方向 K{}U[@_tS
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 o
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- 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 ) /kf
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Rv2 I]"wT2@T;7 w(QU '4~
横向位置 >[=fbL@N<@
−对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时，必须考虑光栅的横向位置。 Lbka*@
−例如，激光束（紧密地）聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上，效果可能会大不相同。 @hlT7C)xK
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 JM-spi o
在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 hlpi-oW`
通过组件定位选项。 @O/Jy2>3H
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 i+$G=Z#3E
4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 }7 >r, R^PPgE6!$ 2nW:|*:/p6
单光栅分析 W0X/&v,k*
- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 T[}A7a 6g_
系统内的光栅建模
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- 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。 .5ap9li]
- 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。 *{qW7x.6h
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 o5 UM)g
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 8E:8iNbF 7~@9=e8G 5. 光栅级次通道选择 }fps~R g\CRx^s t6GL/M4
方向 &_ -,Nxsf
- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 ^ lrq`1k
衍射级次选择 /;7\HZ$ @/
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 mRe B S
- 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。 M ABrf`<b
备注 *=Ko"v
}
- 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 +FD"8 ^YC
5OUGln5
 e>zCzKK H ?Vo#/ 6. 光栅的角度响应 F)ak5 C&\MDOjx +gZg7]!Z
衍射特性的相关性 !^{0vFWE
- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 :6k8\{^9"D
- 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。 EwvW: t1
- 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） 00Tm]mMQ X
- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 ;D} 8acQ
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 \J*~AT~5 q "gD]K= 示例＃1：光栅物体的成像 : GVyY]qBU
oy8L{8? 1. 摘要 42* y27Dtm
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→ 查看完整应用使用案例 x*]&Ca0+ 5Lmhip 2. 光栅配置与对准 [ 1+ o c1!0Z28  `w&Y[8+E
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 eIZ7uSl  cK( )_RB#
&J>XKO nl 3. 光栅级次通道的选择 D hN{Y8'~
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 ]! @z3Hv3 /y8=r"'G 示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 N 4]Sp v
6j*L]S c 1. 光栅配置和对准 <c` + f PW
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→ 查看完整应用使用案例 D<V[:~-o
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+c ?x2\ 2. 基底处理 `^:>sU
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 +JyD W%a:L %pikt7,Z~ 3. 谐振波导光栅的角响应 4Ss4jUj
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 2O|jVGap5x {R G4 m{#9 4. 谐振波导光栅的角响应 ((& y:{?G
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epG 示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 ^{<!pvT
eo#2n8I>=1 1. 用于超短脉冲的光栅 XZh1/b^DMN
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→ 查看完整应用使用案例 v&7yqEm}B "3& bh>#qY 2. 设计和建模流程 o\TXW qt
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- Configuration of Grating Structures by Using Interfaces 0Z.X;1=
- Configuration of Grating Structures by Using Special Media -`f 1l8LD2
- VirtualLab Fusion Technology – FMM / RCWA [S-Matrix] h!~Qyb>W
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