摘要
(|6q N vG\Wr.h0!= 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。
_K;rM 7 ?` `+ OH 
U-lN_? +=}%
7 o 系统内光栅建模
O'wN4 qb=F 在一般光路中，光栅元件可以插入到系统的任何位置。
e<C5}#wt 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。
(c} 0Sg 光栅元件可以通过元件 > 单个表面&堆栈 > 光栅找到。
8F[j}.8q hD$U8~zK 
8\a)}k~4 g|+G(~=e| 附着光栅堆栈
M?\)&2f[Z hC o&SRC/5 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)。
- d[x 09 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。
ol YSr .Q` 参考面可以在三维系统视图中可视化，以帮助排列光栅。
A?7%q^;E 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)。
N A3yd^sr ?%LD1 <ya 
w}(xs)`num @DUdgPA 堆栈的方向
- B4v1{An 3>jz3>v@ 堆栈的方向可以用两种方式指定：
6Nl$&jL 2
G"p:iPp 它既可以应用在表面的正面，也可以应用在背面(在固体标签中定义)。
L,D!T&B , F *e^#> 请注意，如果堆栈位于正面，堆栈将绕Z轴旋转180°。这会影响堆栈的内部坐标系，需要在定义高度轮廓时加以考虑。
sO 22 *t%{( 
1mjv~W pGcc6q 1
基底的处理、菲涅耳损耗和衍射角
Y"lxh/l$} &FZ e LIt 作为一种惯例，往往忽略基底的影响，例如衍射效率的计算。
(Dn-vY' 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。
Q3/q%#q> 平面的建模包括菲涅耳效应(S矩阵求解器)。
IB?A]oN1{ ( la 
lGM3?AN PIr Uls0} 高级选项和信息
K8+b\k4E 在求解器菜单中有几个高级选项可用。
KC]Jbm{y 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。
EjF}yuq[ 既可以设置考虑的总级次数，也可以设置倏逝级次数。
Bdg*XfXXk 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。
}3*h`(Bv7 M\<!m^~ 
~XxD[T5 6d. m @T6~ 结构分解
/Z% ?; :E^B~ OuL 结构分解选项卡提供了关于结构分解的信息。
.ClCP?HG 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。
(Q4_3<G+ 此外，还提供了有关层数和转换点数的信息。
p/5!a~1'xN 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。
B>]5/!_4 QbNv+Eu5 
'LOqGpmVc C0fA3y72 光栅级次通道选择
ljis3{kn"" C[KU ~@ 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。
2l SM`cw 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。
Pz)QOrrG~ 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)。
#wd \& B~aOs>1
S] 
~^euaOFU 6 &B 2c]GoW 光栅的角度响应
UxvsSH i 在VirtualLab Fusion中，光栅元件的运算符通过FMM(又名RCWA)在k域中建模。
xWw Prd 对于给定的光栅，其衍射行为与输入场有关。
aK>9:{]ez 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。
#,PAM.rH 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。
*~cs8<.!1 _9@?T h&_e 
?.A|Fy^ {UmCn>c 例：谐振波导光栅的角响应
=c .q]/M 8 (KfX% 
]p*)
PpIl h.9Lh ;j 谐振波导光栅的角响应
'=~y'nPG7 pzax~Vp 
