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1. 摘要 Z}E.s@w
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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。 p3N/"t&>
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 :hA=(iz b_p/ 1W: 2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 js ~?y|e8k R54wNm @ 单光栅分析 C@7<0w −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。 ,$xV&w8f\" −它有助于分析和可视化光栅的衍射特性，例如衍射角度和效率。 -#e3aXe Z^'i16  DviRD[+q" 系统内的光栅建模 |v[0( uq~Z
−在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。 YV p sf8R
−这样可以对系统内的光栅进行建模，从而在考虑光栅可能产生的影响的情况下评估系统性能。 ioZ{ 2kK
s _j ?L  5R?[My ?)# qBE ] 两种建模方法通常可以一起使用，如先优化光栅结构本身，然后将其插入系统。 !pwY@} oL
=gYKAr^ p5 3. 系统中的光栅对准 C(Bh<c0@ 7
B< }K8W%h<3S
安装光栅堆栈 `o;E
−为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 fC\Cx;q-
−参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 {[<o)k.A
堆栈方向 6~t;&)6J
−可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈 C1V@\mRi
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安装光栅堆栈 -{^IT`
- 为了描述系统内的光栅，光栅堆栈始终固定在参考表面上（仅平面）。 Tgf#I*(^]
- 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 %O=U|tuc$
堆栈方向 VN5UJ!$?J
- 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。 feI%QnK)U
- 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。 [i &EUvo
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横向位置 mHiV } ;$
−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。 6 G^x%s
−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。 ~o+:M0)}
−光栅的横向位置可通过一下选项调节 e?V7< 7$
在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或 8c6dTT4
通过组件定位选项。 b `7vWyp
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4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 KliMw*5( " 0:&x
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单光栅分析 YEbB 3N
- 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。 'pa>;{
系统内的光栅建模 -F-RWs{yS
- 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。 e\[z Q
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- 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。 <fZ?F=
- 它还有助于处理不同介质中的衍射角。 swfcA\7R
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 qId-v =L m,u5S=3A{! 5. 光栅级次通道选择 t=K;/ 1 >\/H 2j QXQ'QEG
方向 sM4Qu./
- 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。 ib3 u :
衍射级次选择 5q.d$K |
- 对于方向组合，可能会有多个衍射级。 &7}\mnhB
- 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。 0G`FXj}L
备注 w6-A-M6hD
- 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响 e13{G @
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 wa #$9p~Q o9j*Yz 6. 光栅的角度响应 2i~tzo /Y yimG7 {N \ri{|
衍射特性的相关性 t7 t?xk!2
- 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。 WRq:xDRn 0
- 对于不同的波长/偏振，衍射效率也不同，并且对于不同的入射角，衍射效率也不相同。 uA'S8b%C
- 为了解决与角度有关的衍射行为，可能需要指定k域中的采样点（等效于角度空间） ,vxxp]#5
- 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。 t,YnweH
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~ 示例＃1：光栅物体的成像 :|Ckr-k"1e
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→ 查看完整应用使用案例 ?$ft3p} 0`LR!X 2. 光栅配置与对准 8RA]h?$$J vxey $Ir  n!Ic.T3PA
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d4 Hpe> 3. 光栅级次通道的选择 1\[En/6
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 N=JZtf/i [SJ)4e|) 示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 E`"<t:R zF
CT Neh%K; 1. 光栅配置和对准 RS8t E(
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(oftq!X2
→ 查看完整应用使用案例 ]12ypcf
_3;vir%) 2. 基底处理 )jS9p~FS
LU=<? "N6
 aJ4y%Gy? XBmAD! 3. 谐振波导光栅的角响应 J&B>"s,
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)0e B: bzl-|+!yB 4. 谐振波导光栅的角响应 (3_m[N\F
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Vg 示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 1+{V^) V?
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h gUp = 1. 用于超短脉冲的光栅 ~!PaBS3A
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^L,Uz:[J
→ 查看完整应用使用案例 vi4l mkyh^ A#&,S4Wi| 2. 设计和建模流程 S260h,(,
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 68!W~%?pR 0- =PP@W 3. 在不同的系统中光栅的交换 iB1+4wa
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)~Pj 3 进一步阅读 ,drcJ
- Configuration of Grating Structures by Using Interfaces Wf} x"*
- Configuration of Grating Structures by Using Special Media ){sn!5=
- VirtualLab Fusion Technology – FMM / RCWA [S-Matrix] |)4aIa Gy 3t
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