摘要
~4o2!! ^tI ?4wS/ _C/ 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。
4w0 &f gQf'|%)AJ 
!+& "y K@J %^xY7!{ 系统内光栅建模
zYfn;s%A 在一般光路中，光栅元件可以插入到系统的任何位置。
~a&s5E
{ 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。
kpi)uGvGUA 光栅元件可以通过元件 > 单个表面&堆栈 > 光栅找到。
$6 \v1 tUl#sqN_{ 
hdtb.u~ U<fe 'd 附着光栅堆栈
A:F*Y%ZW ^R\0<\' 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)。
^2OBc 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。
m\|I.BU G 参考面可以在三维系统视图中可视化，以帮助排列光栅。
vMKmHq 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)。
]+Yd#<j(u L%9DaK 
=mYY8c Yl 5+dQGcE@ 堆栈的方向
j?4k{?x A 1x?_S"a 堆栈的方向可以用两种方式指定：
1pogk0h.: )~;= 0O |X 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)。
a5C% OI< fb[f > 1| 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。
Z8+{ - D %kY 
H c wqVU B25@6 基底的处理、菲涅耳损耗和衍射角
]N!38 2 <SmXMruU
作为一种惯例，往往忽略基底的影响，例如衍射效率的计算。
3{ i'8 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。
#DpDmMP9R3 平面的建模包括菲涅耳效应(S矩阵求解器)。
J2 {?P
cs R"#DR^.; 
K 5No6dsD | =2E?&%? 高级选项和信息
Xu $_%+46 在求解器菜单中有几个高级选项可用。
n; ;b6s5 求解器选项卡允许编辑所使用FMM(“傅里叶模态法”，也被称为RCWA，“严格耦合波分析”)算法的精度设置。
Fp..Sjh
6 既可以设置考虑的总级次数，也可以设置倏逝级次数。
!q;EC`i# 如果考虑金属光栅，这可能是有用的。相反，对于介质光栅，默认设置就足够了。
c*$&M Ch 2,?4'0Z @R 
6f/>o$ hX( :xc 结构分解
CsG1HR@ V6Ie\+ @.\ 结构分解选项卡提供了关于结构分解的信息。
IT]D ; 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。
)?RR1 P-ID 此外，还提供了有关层数和转换点数的信息。
1\t}pGSOeh 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。
Lw<?e; SbU=L kx# 
4^(u6tX5|+ pJ-/"Q|:i 光栅级次通道选择
VqV6)6 i&\N_PUm[ 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。
>7.
$=y8b 并不总是需要考虑所有的衍射级，我们建议只使用那些感兴趣的，以确保更有效的模拟。
0@z=0}0Z 光栅级次通道的选择不影响FMM计算中的内部衍射级次(即精度)。
LM }0QL
m? n Av@^G2 
*#{[9d .q#2 op 光栅的角度响应
YFgQ!\&59 在VirtualLab Fusion中，光栅元件的运算符通过FMM(又名RCWA)在k域中建模。
VXlTA>a } 对于给定的光栅，其衍射行为与输入场有关。
e8O[xM 不同波长/偏振态下的衍射效率不同，不同入射角度下的衍射效率也不同。
vk :@ rOpl 为了解决角度相关的衍射行为，可能需要指定k域(角空间)的采样点。请参阅下面的示例以进一步说明。
~Q%C> 'aMT^w4if) 
fM,U| m~ :W$x1+ 例：谐振波导光栅的角响应
LyR t o 94Mh/A9k 
9v&{;
%U a.QF`J4"' 谐振波导光栅的角响应
W zYy< ,y@` = 
