摘要
.!0Rh9yyl hx9t {Zi 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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5;" $X 1{ _v 0iH 系统内光栅建模
@9_mk @ 在一般光路中，光栅元件可以插入到系统的任何位置。
(1^;l;7H 这使得在一个复杂的系统中对光栅进行建模，并因此评估整个系统的性能成为可能，同时考虑光栅的可能影响。
{TpbUj0 光栅元件可以通过元件 > 单个表面&堆栈 > 光栅找到。
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QJ( %rvn3 vu^mLc 附着光栅堆栈
z{
V;bi; G>0d^bx;E 为了描述系统内的光栅，光栅堆栈总是附着在一个虚拟参考面上(仅平面)。
oj Y.6w 元件的大小仅用于在3D光线追迹视图中显示；
仿真中不考虑孔径效应。
W0 sLMHq 参考面可以在三维系统视图中可视化，以帮助排列光栅。
"q M 所应用的光栅
结构可以是一维周期(层状)，也可以是二维周期(交叉光栅)。
2{~ `q 'vVWUK956 
Oj _]` \}=T4w-e 堆栈的方向
*1kFy_Gx T\.(e*hC 堆栈的方向可以用两种方式指定：
3\j`g u_' -vZ_ 它既可以应用在表面的正面，也可以应用在背面(在固体标签中定义)。
;6pB7N sYDav)L. 请注意，如果堆栈位于正面，堆栈将绕Z轴旋转180°。这会影响堆栈的内部坐标系，需要在定义高度轮廓时加以考虑。
3 c6e$/ n5UUoBv 
)2Sh oFF 7<e}5nA/ 基底的处理、菲涅耳损耗和衍射角
Y a\:C] 0~RD@>] 作为一种惯例，往往忽略基底的影响，例如衍射效率的计算。
hDB(y4/ 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。
5Z ; 5?\g 平面的建模包括菲涅耳效应(S矩阵求解器)。
LJPJENtFIs Fy<:iv0>t 
2yn"K| {v]L|e%{ 高级选项和信息
[HWVS 在求解器菜单中有几个高级选项可用。
ef '?O 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。
F <p` )? 既可以设置考虑的总级次数，也可以设置倏逝级次数。
Ro9:kE G$ 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。
Ot-P
J
i duEXp]f! 
^P~,bO&H.Z "i#g [x 结构分解
&t<g K
D 5?` 4qSU z 结构分解选项卡提供了关于结构分解的信息。
zCo$YP#5_ 层分解和转换点分解设置可以用来调整结构的离散化。默认设置适用于几乎所有光栅结构。
tT )s,R% 此外，还提供了有关层数和转换点数的信息。
K% FK 分解预览按钮提供了用于FMM计算的结构数据的描述。折射率用色标表示。
`B3-#!2X "}xIt)n%; 
`K+%/ |! O-V] I0 光栅级次通道选择
9:@Xz5 U"8Hw@ 可以定义具体的透射和反射级次，以供模拟中考虑。在表面被从背面
照明的情况下，也可以有不同的级次。
co8R-AB 并不总是需要考虑所有的衍射级，我们建议只使用那些感兴趣的，以确保更有效的模拟。
y OEy3d=* 光栅级次通道的选择不影响FMM计算中的内部衍射级次(即精度)。
?sdSi-- lq_ UCCnv5 
:$u[1&6 *s 4Ym 光栅的角度响应
hR|x Up
在VirtualLab Fusion中，光栅元件的运算符通过FMM(又名RCWA)在k域中建模。
+d=f_@i 对于给定的光栅，其衍射行为与输入场有关。
ps2j ]g 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。
c]x-mj = 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。
Z ;rM@x {0F/6GwUC 
:n13v @q kZ@UQ {>` 例：谐振波导光栅的角响应
D6@ c|O{Q #Ko I8U" 
Q3hf =&$ };rp2 5i 谐振波导光栅的角响应
i @rUZYF rucw{)
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