摘要
EhD|\WLx! }zobIfIF 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
x# YOz7. 在一般光路中，光栅元件可以插入到系统的任何位置。
v;RQVH;, 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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o\ 光栅元件可以通过元件 > 单个表面&堆栈 > 光栅找到。
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p Jv? ~ F(+uJbO 附着光栅堆栈
7K;dVB }DM2#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)。
FI/YJ@21 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。
Fhsmpe~ 参考面可以在三维系统视图中可视化，以帮助排列光栅。
%&] }P;& 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)。
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P5d@-l%} Ffxk] o&%c 堆栈的方向
7YN)T? 1tr>D:c\ 堆栈的方向可以用两种方式指定：
)R +o8C 2?r8>#_* 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)。
xXx`a\i - dOT/%Ux 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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w7Pe< vT F8 89JSZ% 基底的处理、菲涅耳损耗和衍射角
N*SgP@Bt 1 IlR 作为一种惯例，往往忽略基底的影响，例如衍射效率的计算。
o5D" <-=> 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。
b "Mq7&cf 平面的建模包括菲涅耳效应(S矩阵求解器)。
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a?Y1G3U' `;_tt_ 高级选项和信息
?V{k\1A 在求解器菜单中有几个高级选项可用。
cyhD%sB[D9 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。
pNqf2CnnT 既可以设置考虑的总级次数，也可以设置倏逝级次数。
YT5>pM-% 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。
)PG,K 4z B@;)$1-UT 
rq1kj 8%2 1SFKP$^ 结构分解
6|KX8\, A@ VBX#
!K1Q 结构分解选项卡提供了关于结构分解的信息。
N#u8{\ |8] 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。
Z M+Hb_6f 此外，还提供了有关层数和转换点数的信息。
b66X])+4jE 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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0 v@/I< N-rm k 光栅级次通道选择
K7hf m%`N ]hj1.V+ 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。
|%}s$*s 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。
j&/.[?K 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)。
aVP|: OAj eCp| QSXE 
xplo Fw ~ 2\w=U,;( 光栅的角度响应
u!uDu,y 在VirtualLab Fusion中，光栅元件的运算符通过FMM(又名RCWA)在k域中建模。
|nEV Oy>' 对于给定的光栅，其衍射行为与输入场有关。
DVhT b 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。
%]ayW$4 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。
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V./w06;0 #eC;3Kq#- 例：谐振波导光栅的角响应
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Z02s(y=k1 T'M6 6kg 谐振波导光栅的角响应
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