摘要
jMr [ UZ 0vR
gmn 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。
A{X:p3$eN AtU%S9 
$FX lH;_7 pZ Hx 系统内光栅建模
n .is+2t 在一般光路中，光栅元件可以插入到系统的任何位置。
PgHe;^?j 这使得在一个复杂的系统中对光栅进行建模，并因此评估整个系统的性能成为可能，同时考虑光栅的可能影响。
m#w1?y)Z@X 光栅元件可以通过元件 > 单个表面&堆栈 > 光栅找到。
NhJ]X cfP8 ~j3O0 s<gK 
uIh68UM I[nSf]Vm> 附着光栅堆栈
>V1vw7Pa @%iZT4`Ejf 为了描述系统内的光栅，光栅堆栈总是附着在一个虚拟参考面上(仅平面)。
lidVe]> 元件的大小仅用于在3D光线追迹视图中显示；
仿真中不考虑孔径效应。
BV;dV6`z 参考面可以在三维系统视图中可视化，以帮助排列光栅。
%[S-"k 所应用的光栅
结构可以是一维周期(层状)，也可以是二维周期(交叉光栅)。
&FrUj>i |Yb]@9 >vn 
Z?JR 6;@W -So$ f-y 堆栈的方向
O1+OE!w )O+V ft&# 堆栈的方向可以用两种方式指定：
xB4}9zN s nIZ;N!r=i 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)。
<cm( QNdcC 1FA:"0lO 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。
kB[l6` ]?S@g'Jd0Q 
u~c75Mk_v LUaOp
" 基底的处理、菲涅耳损耗和衍射角
x&p.-Fi Fv_B( a 作为一种惯例，往往忽略基底的影响，例如衍射效率的计算。
R1 C}S 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。
{<c L@ W 平面的建模包括菲涅耳效应(S矩阵求解器)。
H~$* R7~ h-.xx 4D 
{ "PIS&]tR i2P:I A|@ 高级选项和信息
[_HY6g r 在求解器菜单中有几个高级选项可用。
H|)F-aL[ 求解器选项卡允许编辑所使用FMM(“傅里叶模态法”，也被称为RCWA，“严格耦合波分析”)算法的精度设置。
I3qT SX- 既可以设置考虑的总级次数，也可以设置倏逝级次数。
ctOBV 如果考虑金属光栅，这可能是有用的。相反，对于介质光栅，默认设置就足够了。
s3-TBhAv &M>o 
-xXdT$Xd 3d`u! i?/ 结构分解
^]5^p9Jt"e %ZsdCQc{` 结构分解选项卡提供了关于结构分解的信息。
{h* )|J 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。
NR3h|'eC 此外，还提供了有关层数和转换点数的信息。
`O0bba=:= 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。
%63s( ekU tdsfCvF= a 
:u]QEZ@@ u|"y&>!R- 光栅级次通道选择
~2;\)/E\ ;&dMtYb 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。
x,NV{uG$n 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。
HDO_r(i 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)。
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@+ 4L bll%[9 光栅的角度响应
4V&(w, zl 在VirtualLab Fusion中，光栅元件的运算符通过FMM(又名RCWA)在k域中建模。
fHODS9HQ 对于给定的光栅，其衍射行为与输入场有关。
gNJdP!(t 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。
%Yt;)q3U 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。
*C);IdhK%y $0gGRCCG; 
bc gXpP LA Fxeo 例：谐振波导光栅的角响应
Q@1SqK#-DQ Jcy+(7lE) 
j&u/T LGK&& srJs 谐振波导光栅的角响应
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