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1. 摘要 S mo^/K`f9
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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。 qd~)Ya1
[Av87!kJ!X
 (`GO@ <%hSBD G!x 2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述
f<9H#S: Y oNg3 单光栅分析 u 9 1;GBY −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。 QX ish Hk& −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。 R!W!8rr3 c.m ' %4  N\=pH{ 系统内的光栅建模 YKf,vHau T9KzVxHp5
−在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 kLR4?tX!
−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。 K+dkImkh
9 H2^4D8  Zw| IY9D );}k@w
fw) 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。 '?E^\\"*
.oH0yNFX 3. 系统中的光栅对准 r^ S 4 I& ;WJ}zjo > /tc*jXB
安装光栅堆栈 F)j-D(c4
−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）。 15r,_Gp8
−参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 UA>~ xJp=
堆栈方向 dc5w_98o
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 N6cf `xye
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安装光栅堆栈 ]G1{@r)
- 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）。 ,G
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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。 Tc, Bv7:
堆栈方向 Km8btS]n
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 ( u@[}!
- 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 vI{JBWE,S
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 S9 <J \`FG ED"@!M`1 1}tZ,w>
横向位置 jRm:9`.Q
−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。 C<r7d [
−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。 .S`Ue,H
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 zPe4WE|
在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 Ow wH 45
通过组件定位选项。 Ht5 %fcD
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4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 }el. qZ ve.iyr :J@q
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单光栅分析 @4B+<,i
- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 s!~M,zsQN
系统内的光栅建模 {lT9gJ+
- 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。 >>rW- &
- 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。 R,C)| *ef
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 qo} -m 7
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 {W3%n* q i@6MO'y 5. 光栅级次通道选择 gAh CNOp j ?i Ur2 &9$0v" `H
方向 LZM dW
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- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 ) UI$ s"
衍射级次选择 Vl{CD>$,
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 $yIcut7
- 并非总是需要考虑所有衍射级，建议仅使用感兴趣的衍射级。 }Y(Q7l
备注 |A8 Ar 7 )
- 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 (sW:^0 p
?1xBhKq
 P!,\V\TY] p> Ju)o 6. 光栅的角度响应 Bz_['7D COOazXtW ?g}n$%*5y!
衍射特性的相关性 ^TyusfOz
- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 DdJxb{y7
- 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。 RV.z xPw>>
- 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） ];R5 [%:5
- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 n>Y3hY
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 lN,b@; !aeL*`; 示例＃1：光栅物体的成像 7$z")JB
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→ 查看完整应用使用案例 =jkC]0qx
FZ #ngrT 2. 光栅配置与对准 t^ Aio s~F /1h`O@VA  8d-; ;V
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h76#HUBr! 3. 光栅级次通道的选择 z<+".sD'
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+t/ Vvm6T@b M8 示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 Gnl6>/L,
$ &qB,>5=X 1. 光栅配置和对准
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→ 查看完整应用使用案例 UX41/# 4
MEI]N 0L3 2. 基底处理 *-ZD -B*?
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3. 谐振波导光栅的角响应 Ufv{6"sH
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 J,;; `sf Fz?ON1\ 4. 谐振波导光栅的角响应 `tVBV :4\
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 N ]}Re$5 BNyDEFd 示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 1|;WaO1Q
s$C;31k 1. 用于超短脉冲的光栅 S"|D!}@-
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→ 查看完整应用使用案例 w6Dysg: A{>]M@QC2 2. 设计和建模流程 8 <^[ xe
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 IqfR` iAix *7ap[YXZ\w 3. 在不同的系统中光栅的交换 a gB Kp!
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- Configuration of Grating Structures by Using Interfaces CS50wY
- Configuration of Grating Structures by Using Special Media r;O{et't7y
- VirtualLab Fusion Technology – FMM / RCWA [S-Matrix] ; y=w :r\A `WWf?g
xtpD/,2 QQ：2987619807 E Q?4 ?
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