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1. 摘要 - K%,^6
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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。 O1 .w,U
l kyzNy9R
 !Fw?H3X!"q n,eJ$2! J 2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 &1l=X]% >-_ d CNZ 单光栅分析 '}g*!jL −通过主窗口“光栅”菜单，可以进入仅针对光栅的特殊评估环境。 F-D]TRG/*] −它有助于分析和可视化光栅的衍射特性，例如衍射角度和效率。 Q$obOEr2( d_n7k g+  A7! g 系统内的光栅建模 mNf 8kwr yKXff1^M
−在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 Wk:hFHs3
−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。 RT93 Mt%P
E ca\fkj  m S#zraJn5 LA_3=@2.H 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。 i |{Dd%4vK
a $"ib 3. 系统中的光栅对准 }?cGf- c qQpnLV 4 {X2`&<i6
安装光栅堆栈 ze_{=Cv&Y
−为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 e * ( b
−参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 cJ M:
堆栈方向 G*S|KH
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 #-3=o6D CK
mcz+ P |
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安装光栅堆栈 w;Q;[:y
- 为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 wU#F_De)R:
- 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 w ;d aC(:
堆栈方向 ZcuA6#3B
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 th6+2&B6
- 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 ?u4 INZ0W
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 9Rek4<5 .nYUL> UgWs{y2SE.
横向位置 g8!wb{8?s
−对系统中的一般场与光栅的相互作用进行建模时，必须考虑光栅的横向位置。 h'
!im Q
−例如，激光束（紧密地）聚焦在线性光栅的带状结构或者气隙上，效果可能会大不相同。 bs9aE< j
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 C^ Q tSha
在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 Q]rD}Ckv-
通过组件定位选项。 \4"S7.% |
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4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 5Z4- Z tbnH,* %>g W9}kB
单光栅分析 0O k,oW {
- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 tBTTCwNT%
系统内的光栅建模 tpy>OT$
- 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。 ;['[?wk
- 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。 6t/`:OZC:
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 O D Ur
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fd#g?I 5. 光栅级次通道选择 \5Vde %!$Z JbB}y'c4}= I \qYkWg7
方向 =)O,`.M.Y
- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 1FtM>&%4
衍射级次选择 c9R 5w.t:
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 " P)*FT
- 并非总是需要考虑所有衍射级，建议仅使用感兴趣的衍射级。 \c[IbL07
备注 ]|_\xO(
- 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 CF|]e :
tNVV)C
 zrVC8Wb ,G#.BLH
cX 6. 光栅的角度响应 T0)"1D<l y2O4I'/5< |*RYq2y
衍射特性的相关性 >;z<j$;F<
- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 fF*`'i=!
- 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。 1b8p~-LsU
- 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） m\/ Tj0e
- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 3D9 !M-
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 v#=`%]mL {brMqE>P# 示例＃1：光栅物体的成像 >:=|L%]s;\
]d [ge6 1. 摘要 ND<!4!R^
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→ 查看完整应用使用案例 .oEm U+ ]]}tdn _ 2. 光栅配置与对准 /ug8]L o0 8Ry74|`=R  q P ;A}C
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]CU]pK?nq 3. 光栅级次通道的选择 "l={) =R
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 6io , uh! W&h[p_0 示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 +7Kyyu)y@
Hn,:`mj4-6 1. 光栅配置和对准 )pw&c_x
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[nxE)D 2. 基底处理 @eqeN9e
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 > Oh?%%6 O7 '] 3. 谐振波导光栅的角响应 [6jbgW~E
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 wV?,Z!\Z cYNJhGY 4. 谐振波导光栅的角响应 wix5B@
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l0 *Gb 1. 用于超短脉冲的光栅 N__H*yP
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→ 查看完整应用使用案例 F2(q>#<_ ]IJRnVp% 2. 设计和建模流程 x0a.!
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@5Q1 }~Q"s2 3. 在不同的系统中光栅的交换 9ykM3
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- Configuration of Grating Structures by Using Interfaces b7C
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- Configuration of Grating Structures by Using Special Media O`FqD{ @V
- VirtualLab Fusion Technology – FMM / RCWA [S-Matrix] mN 0=i(H< NGjdG=,
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