摘要
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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。
9W:oo:dK F =@AWw:!:, 
U&yXs'3a& X^ckTIdR 系统内光栅建模
gELk u . 在一般光路中，光栅元件可以插入到系统的任何位置。
n1m[7s.[& 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。
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?# 光栅元件可以通过元件 > 单个表面&堆栈 > 光栅找到。
S<rdPS*P DZ9 2; m 
RbzSQr>a \ Zk4 Hs%n 附着光栅堆栈
%@#+Xpa+ n0F.Um 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)。
cjAKc|N J 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。
k"\%x =# 参考面可以在三维系统视图中可视化，以帮助排列光栅。
nDu f<mw 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)。
'bJ!~ML& g6{.C7m 
LSQWveZz v#0F1a?]D 堆栈的方向
_8P"/(
`Rw Zt4g G KG 堆栈的方向可以用两种方式指定：
u\wdb^8ds {a^A -Xh[u 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)。
|I- ;CoAg "[2CV!_ 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。
$R(?@B ( Z>gxECi 
+KgoL a SF$7WG3Q 基底的处理、菲涅耳损耗和衍射角
UhN16|x ^!^6 | [ 作为一种惯例，往往忽略基底的影响，例如衍射效率的计算。
?j ;e/r. 然而，任何实际的光栅结构必须建立在基底上，因此，我们使用一个平面元件和中间的自由空间延伸对其进行建模。
d~F`q7F'?] 平面的建模包括菲涅耳效应(S矩阵求解器)。
tvXoF;Yq nw swy]e8/ 
Ls{z5*<FM 1+6:K._C(m 高级选项和信息
QA>(}u\+ 在求解器菜单中有几个高级选项可用。
wgfA\7Z 求解器选项卡允许编辑所使用FMM(“傅里叶模态法”，也被称为RCWA，“严格耦合波分析”)算法的精度设置。
<k?ofE1o 既可以设置考虑的总级次数，也可以设置倏逝级次数。
K~ ,| ~ 如果考虑金属光栅，这可能是有用的。相反，对于介质光栅，默认设置就足够了。
YL-/z4g KiYO,nD;\ 
`q|&;wP. OzY55 结构分解
B ?A c #[0:5$-[ 结构分解选项卡提供了关于结构分解的信息。
Ck;O59A"&- 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。
N1,=5P$ 此外，还提供了有关层数和转换点数的信息。
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1?"$LN 分解预览按钮提供了用于FMM计算的结构数据的描述。折射率用色标表示。
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MJNY #v3 d\aKGq;8C 光栅级次通道选择
*z[G+JX [M>Md-pj 可以定义具体的透射和反射级次，以供模拟中考虑。在表面被从背面
照明的情况下，也可以有不同的级次。
7jvy]5y8&~ 并不总是需要考虑所有的衍射级，我们建议只使用那些感兴趣的，以确保更有效的模拟。
N<lejZ}!q 光栅级次通道的选择不影响FMM计算中的内部衍射级次(即精度)。
rMX Iw 9ZvBsG) 
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!^Tw.Ty 光栅的角度响应
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|I>CDp 在VirtualLab Fusion中，光栅元件的运算符通过FMM(又名RCWA)在k域中建模。
?_mcg8A@@* 对于给定的光栅，其衍射行为与输入场有关。
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2nT 不同波长/偏振态下的衍射效率不同，不同入射角度下的衍射效率也不同。
.N2yn` 为了解决角度相关的衍射行为，可能需要指定k域(角空间)的采样点。请参阅下面的示例以进一步说明。
! `5[(lm lOIBX@K E 
RtVy^~=G iEx.BQ+ 例：谐振波导光栅的角响应
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H.-jBFt} Z$ qFjWp 谐振波导光栅的角响应
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