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。
9 VnBNuT VX$WL"A 
Zj_2>A @m#OhERv 2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 +
t5SrO!` ~Ba=nn8Cq 单光栅分析
AzOs/q8O −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。
cg MF ? ;V −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。
8D*nU3O 5 aA*
~\ 
C_Ewu*T7 系统内的光栅建模
Vb (b3 :u14_^ −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。
u
S1O-Q> −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。
3=Y pZ\l} i7Up AHd/ 
DW. w=L|5R Y &C b
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。
f82% nT *5%vU|9b 3. 系统中的光栅对准 4 O !2nP >qmCjY1 1 ~zjsi 安装光栅堆栈
&J>e; X −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）。
Q 7_5 −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。
!!y]pMjJa@ 堆栈方向
{]T?) !V m −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈
6Wu*zY_+ JLoF!MK} 
<q'l7 S zt( lV /;*_[g5*i 安装光栅堆栈- 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）。
kFn/dQ4| - 参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。 堆栈方向
[ IL*}M! - 可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈。- 更改此选项时，必须注意嵌入介质设置。
=nhY;pY3u 1xB}Ed*k 
]M7FI Dg ~3F'X yQK{ +w 横向位置
1RRE{]2v# −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。
Ie.*x'b?y −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。
v>8C}d^ −光栅的横向位置可通过一下选项调节
O3} JOv_ 在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或
(pxH<k=Ah 通过组件定位选项。
$ DL}jH^S PI9,*rOy 
3uLG$`N 4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 'C1lP)S5 $UR:j8C{p$ q/#e6;x 单光栅分析
!dLu ($P - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。
= ;rLv7(a 系统内的光栅建模
0:$ }~T9T - 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。
tT}b_r7h(1 - 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。
:o s8" - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。
B9maz"lJ >JpBX+]5m 
;c!> = bA^uz E 5. 光栅级次通道选择 a:BW*Hy{\ |P
>"a` OQ-)
4Uk} 方向
m$T5lKn}U? - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。
fN&,.UB^p 衍射级次选择
"q=Cye - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。
5\Q Tm; - 并非总是需要考虑所有衍射级，建议仅使用感兴趣的衍射级。
%HUex
6! 备注
ingG
- 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响
a(gXvgrf[ Ykxk` S J 
cQ8[XNa (95|DCL 6. 光栅的角度响应 YX$( Sc3.6 1}(2 2Q; mY"7/dw<v 衍射特性的相关性
&<A,\ M - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。
-D`1z?zHra - 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。
L@N %S Sf - 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）
&6eo; 8
`U - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。
EF 0v!XW `3;EJDEdbi 
}Fe6L;^; j4~(6Imm 示例＃1：光栅物体的成像 RkYdK$|K 6/UOz V,[ 1. 摘要 IMf|/a9-
CTIS}_CWd=
aI=p_+.h R(1:I@<?E zp}7p~#k^ ^'`b\$km-0 Z)@vJZ*7( 2. 光栅配置与对准 6}"%>9 uo"< }>iJ 
nBy-/BU&
k 2 }DBVu1
Od ! )MQ*, 
^ja]e%w# V]H(;+^P 3. 光栅级次通道的选择 VGS%U8;
<V ? 2;Gy
*:%&z?<Fw S\GWMB!oF 示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 m{IlRf' \s=r[0tj! 1. 光栅配置和对准 odhcD;^X1
=H{<}>W'
"n%j2"TYJj q[s,q3n~ b}!
cEJY ,GSi Sn 2. 基底处理 K9N31'
0D5Z#iW>1
VVJ0?G
(? lp`j3) 3. 谐振波导光栅的角响应 " laf:Ty1
%\JGDM*m
E !kN h 2yfU]`qN 4. 谐振波导光栅的角响应 Fb,*;M1'
Ao K9=F}
MCE@EF D`\ lR?y
tIY 示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 ChiIQWFE fFJ7Y+^ 1. 用于超短脉冲的光栅 tA(oD4H9
9\8ektq} Z
mERk C,$
b|i4me @
zyPb\/
a*p|Ij Ag8/%a~( 2. 设计和建模流程 >CvhTrPI
&M|rRd~*
j2G^sj"| ffP]U 4 3. 在不同的系统中光栅的交换 RP~nLh3=\
6wp 1 jN
8ZtJvk`
