摘要
[F^j(qTR lT F#efcW 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。
@?[}\9dW {pk&dB _Bu 
m)xz_Plc WeS$ $:ro 系统内光栅建模
4]E TF+ 在一般光路中，光栅元件可以插入到系统的任何位置。
+C`zI~8 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。
)9V8&, 光栅元件可以通过元件 > 单个表面&堆栈 > 光栅找到。
RjG=RfB'V M{`uI8vD 
Ccy0!re ]iH~ 1 [ 附着光栅堆栈
jsIT{a*] 0"xD>ue& 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)。
SQ I =D8 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。
%`^{Hh` 参考面可以在三维系统视图中可视化，以帮助排列光栅。
TM`6:5ONv 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)。
t ;)`+K#1: 4m wA o 
4k=LVu]Kcr d?1 [xv; 堆栈的方向
sKGR28e $or8z2d1 堆栈的方向可以用两种方式指定：
>I * uo.OF r>7Dg~)V 它既可以应用在表面的正面，也可以应用在背面(在固体标签中定义)。
l=ZX9<3 pq<2:F:Kl 请注意，如果堆栈位于正面，堆栈将绕Z轴旋转180°。这会影响堆栈的内部坐标系，需要在定义高度轮廓时加以考虑。
[X'u={ vo]$[Cp|4 
vI+X9C? U: O&FE 基底的处理、菲涅耳损耗和衍射角
]MV=@T^8# |C.[eHe&D 作为一种惯例，往往忽略基底的影响，例如衍射效率的计算。
sWX\/Iyy2p 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。
`>skcvkm 平面的建模包括菲涅耳效应(S矩阵求解器)。
_If:~mIs 35 fsr= 
5jK9cF$> 5SwQ9 # 高级选项和信息
5vqh09-FB 在求解器菜单中有几个高级选项可用。
Q%^!j _# 求解器选项卡允许编辑所使用FMM(“傅里叶模态法”，也被称为RCWA，“严格耦合波分析”)算法的精度设置。
K6@9=_A 既可以设置考虑的总级次数，也可以设置倏逝级次数。
QB#rf=' 如果考虑金属光栅，这可能是有用的。相反，对于介质光栅，默认设置就足够了。
SOo}}a0 }|(v0] 
gqQ"'SRw g)Dg=3+> 结构分解
VW *d*! !d 3:`l< 结构分解选项卡提供了关于结构分解的信息。
" ) /febBS 层分解和转换点分解设置可以用来调整结构的离散化。默认设置适用于几乎所有光栅结构。
137:T: 此外，还提供了有关层数和转换点数的信息。
D;WQNlTU 分解预览按钮提供了用于FMM计算的结构数据的描述。折射率用色标表示。
Y@R9+ 7! p;YS`*!s 
+C ){&/=# Jx4"~ 4 光栅级次通道选择
kESnlmy@J L&h90Az1W 可以定义具体的透射和反射级次，以供模拟中考虑。在表面被从背面
照明的情况下，也可以有不同的级次。
)NL_))\ 并不总是需要考虑所有的衍射级，我们建议只使用那些感兴趣的，以确保更有效的模拟。
C9%2}E3Z$) 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)。
qQ x5n Z 2hIoCT 
0X[uXf xO2CgqEb 光栅的角度响应
"q v J -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。
[ nG@
3n 对于给定的光栅，其衍射行为与输入场有关。
0dKi25J 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。
%:hU:+G E 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。
"`8~qZ7k bO\E )%zp 
3lD1G~ m*Q*{M_e 例：谐振波导光栅的角响应
/5 6sPl
7} %_%/ym 
7z^\}& j9]H~:g$d 谐振波导光栅的角响应
.cA'6J"Bm\ 47
* , 
