摘要
xkkG#n) e9Cvd R 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。
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系统内光栅建模
e)L!4Y44K 在一般光路中，光栅元件可以插入到系统的任何位置。
t?;=\%^< 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。
L <Z2 光栅元件可以通过元件 > 单个表面&堆栈 > 光栅找到。
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:X 1Y D{+D.4\ 附着光栅堆栈
X&i" K'mV Sx_j `Cgy 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)。
4i29nq^n 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。
SS;'g4h\6 参考面可以在三维系统视图中可视化，以帮助排列光栅。
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; 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)。
n*~#]%4 k6;pi=sYNW 
Kc3/*eu; |g\CS 4$ 堆栈的方向
3 "|A5>Vo V* ,u;* 堆栈的方向可以用两种方式指定：
Wl,I %<&j} pQm-Hr78j 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)。
^w*vux|F \ J6e/ G 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。
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Hxj8cX UF| (g tOYEqx 基底的处理、菲涅耳损耗和衍射角
;tZ 8Sh) w#s P5qKv8 作为一种惯例，往往忽略基底的影响，例如衍射效率的计算。
H_%ae' W 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。
^$8WV &5q> 平面的建模包括菲涅耳效应(S矩阵求解器)。
1n $ ^687U,+ 
r+MqjdXG (j}edRUnB 高级选项和信息
}sfv zw_ 在求解器菜单中有几个高级选项可用。
DH4|lb} 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。
m&Y?]nbq 既可以设置考虑的总级次数，也可以设置倏逝级次数。
&([Gc+"5E. 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。
( "J_< p
%S%0/ 
c{ /KkmI MIc(B_q 结构分解
MV?sr[V-oP N)YoWA>#bF 结构分解选项卡提供了关于结构分解的信息。
~A>-tn}O 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/IVZmUn^ 此外，还提供了有关层数和转换点数的信息。
@])}+4D(S 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。
\j vS`+ wq#'o9s, 
p?+; [!: < 'r<MA< 光栅级次通道选择
5S #6{Y = ">R`S<W 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。
fR lJ`\ t 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。
p,2H8I){ 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)。
[i]%PVGW 8j@ADfZ9 
&_Gu'A({J I8:G:s: 光栅的角度响应
zXeBUbVi 在VirtualLab Fusion中，光栅元件的运算符通过FMM(又名RCWA)在k域中建模。
|Fzt |
\ 对于给定的光栅，其衍射行为与输入场有关。
R!_1 *H$ 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。
{
*Wc`ZBY 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。
Dl=vv9 NJ!}(=1|K 
+PHuQ toC|vn&P 例：谐振波导光栅的角响应
g_M xG!+(V ev(E 
1.z !u%2 f. U.( 谐振波导光栅的角响应
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