摘要
^zQI_ydG [%N?D#; 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。
~<n.5q%Z Coe/ 4! $M 
t 'Wv? , }\?9Pr sd 系统内光栅建模
%NxQb ' 在一般光路中，光栅元件可以插入到系统的任何位置。
([dd)QU 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。
ZDW=>}~_y 光栅元件可以通过元件 > 单个表面&堆栈 > 光栅找到。
F. SB_S<' (jDz[b#OPz 
=#S .t:HQ* Z%qtAPd 附着光栅堆栈
XAU%B-l: 96(Mu% l 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)。
\MOwp@|y 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。
)_=2lu3%{ 参考面可以在三维系统视图中可视化，以帮助排列光栅。
VIP7j(#t_g 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)。
f |~ {j(.v $ItjVc@U 
dWvVK("Wj akzGJ3g 堆栈的方向
VWvSt C v\Uk?V5T 堆栈的方向可以用两种方式指定：
a4__1N^Qj "s(~k 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)。
P9
<U+\z &Vz$0{d5 请注意，如果堆栈位于正面，堆栈将绕Z轴旋转180°。这会影响堆栈的内部坐标系，需要在定义高度轮廓时加以考虑。
m0"K^p l}))vf=i 
vA1Yya B /uwi$~Ed 基底的处理、菲涅耳损耗和衍射角
v _MQ] X J,2V&WuV0r 作为一种惯例，往往忽略基底的影响，例如衍射效率的计算。
I+8n;I)]X 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。
p+h$]CH 平面的建模包括菲涅耳效应(S矩阵求解器)。
`<C<[JP:o faDSyBL o 
5I622 d HeRi67 高级选项和信息
0ns\:2)cEB 在求解器菜单中有几个高级选项可用。
7>JTQ CJ 求解器选项卡允许编辑所使用FMM(“傅里叶模态法”，也被称为RCWA，“严格耦合波分析”)算法的精度设置。
Fl BhCZ|^ 既可以设置考虑的总级次数，也可以设置倏逝级次数。
5X) 8Nwbc 如果考虑金属光栅，这可能是有用的。相反，对于介质光栅，默认设置就足够了。
g'(bk@<BP !(GyOAb 
H3 A$YkK [ VfX^iG r 结构分解
3 e_tT 8 }aZuCe_ 结构分解选项卡提供了关于结构分解的信息。
s, HbW%s 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。
VI0 wul~M 此外，还提供了有关层数和转换点数的信息。
pHV^K v# 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。
m ptFd z5E%*] 
C= ~c`V5>r i g,.>'+l 光栅级次通道选择
{213/ @, 0a~t 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。
Y{YbKKM 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。
fF@w:;u 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)。
9L Dv?kYr @(t3 <g 
_olQ;{ U: &N~Eu-@b 光栅的角度响应
<!OBpAq 在VirtualLab Fusion中，光栅元件的运算符通过FMM(又名RCWA)在k域中建模。
Q Be6\oq 对于给定的光栅，其衍射行为与输入场有关。
@N=vmtLP 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。
F2"fOS 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。
0dc h OUj VoU8I ~ 
v=U<exM6% O'<V[Y} 6 例：谐振波导光栅的角响应
FK%b@/7s~ hZ&KE78? 
$O"ss>8Se #}`sfaT 谐振波导光栅的角响应
5ZCu6 A MmF&jd-= 
