摘要
.xT{Rz )SZ#%OE* 光栅是
光学中最常用的衍射元件之一。如今，它们经常被用于复杂的
系统中，并与其他元件一起工作。在这种情况下，非常需要将光栅不仅仅是作为孤立的元件来
模拟，而是与系统的其余部分结合，以评估整个系统性能。VirtualLab Fusion提供了一个独特的光栅元件，允许在光路中轻松地包含各种不同形状的光栅，无论是一维周期光栅(层状)，二维周期光栅，或体(布拉格)光栅。本用例介绍了该元件的功能，包括光栅级次的设置和堆栈的定位。
BxV>s+o&] l(_|CkcZ 
}ff^^7_ XY? Cl 系统内光栅建模
}0anssC 在一般光路中，光栅元件可以插入到系统的任何位置。
^W@8KB 这使得在一个复杂的系统中对光栅进行建模，并因此评估整个系统的性能成为可能，同时考虑光栅的可能影响。
Xr8fmJtg' 光栅元件可以通过元件 > 单个表面&堆栈 > 光栅找到。
dr&G> fDW:|%{Y, 
&{<hY|% b3[!1 i 附着光栅堆栈
:5j+^/ pT~3 <
, 为了描述系统内的光栅，光栅堆栈总是附着在一个虚拟参考面上(仅平面)。
B?^~1Ua9Zv 元件的大小仅用于在3D光线追迹视图中显示；
仿真中不考虑孔径效应。
Vrlqje_Q 参考面可以在三维系统视图中可视化，以帮助排列光栅。
F|m &n& 所应用的光栅
结构可以是一维周期(层状)，也可以是二维周期(交叉光栅)。
r f@47H @uV]7d"z( 
y O@1# DHeZi3& i 堆栈的方向
3 `{
vx w nQy 堆栈的方向可以用两种方式指定：
_fY9u2Y "PN4{ "`V 它既可以应用在表面的正面，也可以应用在背面(在固体标签中定义)。
DOFW"Sp E gSwHPm%zn 请注意，如果堆栈位于正面，堆栈将绕Z轴旋转180°。这会影响堆栈的内部坐标系，需要在定义高度轮廓时加以考虑。
$")Gd@ aR q&9]4j 
4t%Lo2v!X% CFW Hih 基底的处理、菲涅耳损耗和衍射角
>iK LC 8Ara^Xh}q 作为一种惯例，往往忽略基底的影响，例如衍射效率的计算。
TTa3DbF p% 然而，任何实际的光栅结构必须建立在基底上，因此，我们使用一个平面元件和中间的自由空间延伸对其进行建模。
[!3cWJCt 平面的建模包括菲涅耳效应(S矩阵求解器)。
+'93%/: $iy!:Did 
W vu 1? *6AqRE 高级选项和信息
+eH`mI0f 在求解器菜单中有几个高级选项可用。
L.-qTh ^P 求解器选项卡允许编辑所使用FMM(“傅里叶模态法”，也被称为RCWA，“严格耦合波分析”)算法的精度设置。
T@P~A)>yo 既可以设置考虑的总级次数，也可以设置倏逝级次数。
90iv eb21} 如果考虑金属光栅，这可能是有用的。相反，对于介质光栅，默认设置就足够了。
I!9>"s12 :~W(#T ,$E 
9S A % ' 7CF>cpw 结构分解
? -3G5yy B K I-Dh 结构分解选项卡提供了关于结构分解的信息。
SD%3B!cpX 层分解和转换点分解设置可以用来调整结构的离散化。默认设置适用于几乎所有光栅结构。
E'mT%@M OM 此外，还提供了有关层数和转换点数的信息。
c'VCCXe 分解预览按钮提供了用于FMM计算的结构数据的描述。折射率用色标表示。
ft@#[Bkx dD39? K/ 
1uKIO{d @ Ho(}_Q& 光栅级次通道选择
rc>}3?o reYIF* 可以定义具体的透射和反射级次，以供模拟中考虑。在表面被从背面
照明的情况下，也可以有不同的级次。
<Pe'&u 并不总是需要考虑所有的衍射级，我们建议只使用那些感兴趣的，以确保更有效的模拟。
daSx^/$R 光栅级次通道的选择不影响FMM计算中的内部衍射级次(即精度)。
't a&qp n.NWS/v_{ 
~~"U[G1 |=VWE>g 光栅的角度响应
2{ l|<' 在VirtualLab Fusion中，光栅元件的运算符通过FMM(又名RCWA)在k域中建模。
ZR)M< *$ 对于给定的光栅，其衍射行为与输入场有关。
,+OVRc 不同波长/偏振态下的衍射效率不同，不同入射角度下的衍射效率也不同。
/5epDDP-t5 为了解决角度相关的衍射行为，可能需要指定k域(角空间)的采样点。请参阅下面的示例以进一步说明。
sD?Ynpt /GJL&R Mx 
uuh._H} - n|Y}M]u, 例：谐振波导光栅的角响应
"mU2^4 q (Lj*FXmz 
&"A:_5AU n,-*$~{ 谐振波导光栅的角响应
G i( L:@COy 
