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。
aT! '}GjL :}8Z@H!KkY 
' rp }G&m H,fZ!8(A_) 2. VirtualLab Fusion中的光栅建模——概述 i<kD 4fk8*{ Y 单光栅分析
58\&/lYW −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。
W&* f#E −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。
g9D^) V #6Fez`A 
tz4
]qOH8 系统内的光栅建模
v\16RD 7w,FX.=;cv −在常规光学设置中，可以将光栅组件插入系统的任何位置。
3s\. cG?`r −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。
9{k97D/ ]^':Bmq 
3vhnwDcK N{
Z
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。
IG)s^bP `ps)0!L
L` 3. 系统中的光栅对准 {~!q`Dr3?q F <>!kK/c *f& EoUk}F 安装光栅堆栈
L
pR''`2BT −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）。
]#7zk9 −参考面在3D系统视图中可视化，并有助于对齐光栅。
w(kf 堆栈方向
eSWL rryY −可以在参考表面的正面或背面安装光栅堆栈
eP*lI< NQ1 5`
Te \H 
FZ!`B]]le, JJ; [, .CL^BiD.D 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）。
mPI8_5V8] - 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
MZ Aij - 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。
?\C"YG69T s! n<}C 
,0x y\u pw7[y^[Qg x77l~=P+! 横向位置
]|`C uc −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。
Q+4Xs.# −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。
j'9"cE5_ −光栅的横向位置可通过一下选项调节
b
Q]/?cCYV 在堆栈设置中（不同光栅选项可能有所不同）或
!r # ?C9Sq 通过组件定位选项。
/pF `8$ pZ/>[TP(%F 
=Umw$+fJr 4. 基底、菲涅耳损耗和衍射角的处理 c478P=g=5 Cvn#=6V3 sC9&Dgkk 单光栅分析
pdE3r$C - 通常，衍射效率的计算通常忽略基底的影响。
| WvU q 系统内的光栅建模
h;6lK$!c - 但是，任何现实的光栅结构都放置在基底上，使用平面组件及它们之间的自由空间对其进行建模。
E<yW \ - 平面建模考虑了菲涅耳损耗，但不与光栅叠层的FMM计算耦合。
XC.%za8 - 它还有助于处理不同介质中的衍射角。
V<Z[ nq rn<PR* 
=Zi2jL?On gx %|Pgd 5. 光栅级次通道选择 fk_o@
G!0 {&"N%;`Q v{}#?=I5 方向
In`m tn q - 输入场可从正面或背面照射光栅，并可反射或透射。
(V4
~`i4V 衍射级次选择
a 'z) - 对于方向组合，可能会有多个衍射级。
Yo[;W
vu - 并非总是需要考虑所有衍射级，建议仅使用感兴趣的衍射级。
=JJL[}a| 备注
)_U<7"~0l - 在FMM计算中，光栅级次通道的选择对衍射级次数没有影响
(\SA *.) HD(.BW7 
,?L2wl[ DZi!aJ 6. 光栅的角度响应 S#+h$UVh {GC?SaK 3Y Vi"
k?2 衍射特性的相关性
2Lx3=[ik - 对于给定的光栅，其衍射特性与入射场相关。
:_O%/k1\@ - 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。
'Fmvu - 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）
Yb E-6|cz - 对于给定的输入场，VirtualLab Fusion自动确定角度范围。
^<e.]F25M tg{H9t U; 
j$+nKc$ y\ a1i y 示例＃1：光栅物体的成像 xD6@Qk b#X^=n2 1. 摘要 ~JaAii{
b j'Xg
Z l*X?5u 5-M&5f. /n>qCuw %"P,1&\^ }`@728E
2. 光栅配置与对准 8O38# {[S qzT uxo0B 
2sJ(awN >
;cQ6g`
bM\
nJo`B4'U 
Z4lO?S5%J /Z$&pqs! 3. 光栅级次通道的选择 rnF/H=I/
<kCU@SK
Y*UA, <- Z:*76PP, 示例2：波导谐振光栅的角灵敏度测试 (2=Zm@Zp f l g-X:Z. 1. 光栅配置和对准 L|,!?cSAT
+u3=dj"[
B#M5}QT|2 mFi&YpH u3 0|a(]a}V*j Qc p m ! 2. 基底处理 } q$ WvY/
\ioH\9
'nwx9]q (_"*NY0 3. 谐振波导光栅的角响应 og
kD^
N|6M P
e
>M`CVUf "OdXY" G 4. 谐振波导光栅的角响应 PBp^|t]E>
W' s
F~P%AjAx' * cgI.+ 示例3：超短脉冲系统中偏振无关光栅的设计及其用法 wbst8 *$ 1 A\OC 1. 用于超短脉冲的光栅 V b= Mg
s mnS DS
/@,j232
xj VS
f e9LEM8j
c|#8T*`C
&MCbYph, 2. 设计和建模流程 o/+13C
lhBT@5Dm9
o<|P9#(U" Ac<Phy-J 3. 在不同的系统中光栅的交换
b4QI)z
y $_eCmq
hBBUw0"
