摘要
{_ &*"bK DEdJH4 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。
PrA?e{B5m [8- . T4 
\Vc-W|e S N${cs% 系统内光栅建模
*bi!iz5F 在一般光路中，光栅元件可以插入到系统的任何位置。
oWJ0>) 这使得在一个复杂的系统中对光栅进行建模，并因此评估整个系统的性能成为可能，同时考虑光栅的可能影响。
q%G"P*g$( 光栅元件可以通过元件 > 单个表面&堆栈 > 光栅找到。
M F 7q*f $#b@b[h<w 
=Nyq1~ P^wDt14> 附着光栅堆栈
cip"9|" PWch 9p0U 为了描述系统内的光栅，光栅堆栈总是附着在一个虚拟参考面上(仅平面)。
^)qOILn 元件的大小仅用于在3D光线追迹视图中显示；
仿真中不考虑孔径效应。
,'7 X|z/_> 参考面可以在三维系统视图中可视化，以帮助排列光栅。
\Z pg,KOT 所应用的光栅
结构可以是一维周期(层状)，也可以是二维周期(交叉光栅)。
B)q 5m
y z5V~m_RO 
EAPLe{qw:q +,"O#`sy< 堆栈的方向
!x%$xC^Iz #:UP'v=w 堆栈的方向可以用两种方式指定：
6RA4@bI G *OX;ZQg0 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)。
JO|%Vpco IB'gY0* 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。
E41ay:duAl v;%>F)I 
^lI>&I&1 VL[ } 基底的处理、菲涅耳损耗和衍射角
&j bZL5 h(<2{%j 作为一种惯例，往往忽略基底的影响，例如衍射效率的计算。
WbIf)\ 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。
;J ]Lzh 平面的建模包括菲涅耳效应(S矩阵求解器)。
+!@@55 I- lRy^Wp 
vXq2="+ 3 P)N, 高级选项和信息
=!?4$vW 在求解器菜单中有几个高级选项可用。
y3^>a5z!x 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。
u{Rgk:bn 既可以设置考虑的总级次数，也可以设置倏逝级次数。
qm!&(8NfK 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。
MBjo9P( [v,Y-}wQ) 
=IIB~h[TB =
Ff 2 结构分解
eeix-Wt*E 54^2=bp 结构分解选项卡提供了关于结构分解的信息。
_e9S"`` 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。
!_a @autj 此外，还提供了有关层数和转换点数的信息。
xDsB%~ 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。
t>Ot)d E
U#
M . 
JX $vz*KF < ,X?+hr 光栅级次通道选择
f ^vz v } >5!* 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。
&_Vd 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。
Ok *aP+Wq 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)。
u A=x~-I C7 hJ E - 
vgyv~Px]AW :JI&ngWK 光栅的角度响应
(Y[q2b 在VirtualLab Fusion中，光栅元件的运算符通过FMM(又名RCWA)在k域中建模。
xO` `X < 对于给定的光栅，其衍射行为与输入场有关。
Y/Dah* 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。
Wh7}G 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。
xDtJ& 6uFw V\=QAN^ 
:Qekv(z Y!0ZwwW 例：谐振波导光栅的角响应
c_R AtM<n aR@s.
ll 
t:N3k ;k e5HHsR6 谐振波导光栅的角响应
K7jz*|2 ~d)2>A 2: 
