摘要
W+ #}~2&Dv <Z\MZ&{k{* 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。
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H3
A]m~=3 "Cb.cO$i; 系统内光栅建模
o yKt({ 在一般光路中，光栅元件可以插入到系统的任何位置。
q;1VF;<"vH 这使得在一个复杂的系统中对光栅进行建模，并因此评估整个系统的性能成为可能，同时考虑光栅的可能影响。
cc2d/<: 光栅元件可以通过元件 > 单个表面&堆栈 > 光栅找到。
xWC\ 954 WU+Jo@]y 
NDs]}5# z/eU^2V 附着光栅堆栈
beN>5coP%A >.!5M L\ 为了描述系统内的光栅，光栅堆栈总是附着在一个虚拟参考面上(仅平面)。
~>Hnf_pZO 元件的大小仅用于在3D光线追迹视图中显示；
仿真中不考虑孔径效应。
&J5-'{U|0 参考面可以在三维系统视图中可视化，以帮助排列光栅。
!Zk%P 所应用的光栅
结构可以是一维周期(层状)，也可以是二维周期(交叉光栅)。
4%',scn o +if %3 
"6I-]:K-
!T#8N7J> 堆栈的方向
9sfB+]}h '-nuH;r 堆栈的方向可以用两种方式指定：
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s) @w#gRQCl 它既可以应用在表面的正面，也可以应用在背面(在固体标签中定义)。
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)SGB Z3X&<Y5 请注意，如果堆栈位于正面，堆栈将绕Z轴旋转180°。这会影响堆栈的内部坐标系，需要在定义高度轮廓时加以考虑。
l ) )~ & )CwMR'LV 
*uI hxMX ^B&ahk 基底的处理、菲涅耳损耗和衍射角
X-G~/n-x 0aTEJX$iZ 作为一种惯例，往往忽略基底的影响，例如衍射效率的计算。
>'2w\Uk~: 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 &0fC!k 平面的建模包括菲涅耳效应(S矩阵求解器)。
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=}%# $ Zgy2Pot 高级选项和信息
+}`O^#<qLX 在求解器菜单中有几个高级选项可用。
}0Kqy; 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。
|ZST
Y}RXA 既可以设置考虑的总级次数，也可以设置倏逝级次数。
TQ 5MKqR$ 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。
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DiYJlD& lE2wkY9^/ 结构分解
~ ];6hxv jnU*l\, 结构分解选项卡提供了关于结构分解的信息。
iZkW+5( 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。
.Kh(F 6
s 此外，还提供了有关层数和转换点数的信息。
H(%] Os 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。
}VGI Y>v &, Zz 
x ^='pEt{ ~*cY& 9 光栅级次通道选择
yqVaA 'w5 Gm mT'3Q 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。
P/gb+V=g! 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。
@]ptY* 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)。
:)J~FVLy gGiV1jN _ 
H s4zJk \HP,LH[P: 光栅的角度响应
.X<"pd*@e 在VirtualLab Fusion中，光栅元件的运算符通过FMM(又名RCWA)在k域中建模。
6(<~1{
X% 对于给定的光栅，其衍射行为与输入场有关。
qK6
uU9z 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。
s:jL/%+COZ 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。
tN'- qdm E/L?D 
U+RCQTo uZ2v;]\Y6 例：谐振波导光栅的角响应
&;@b&p+ R0YC:rAt 
\")YKN=W |H+k?C-w 谐振波导光栅的角响应
k+Ma_H` C1P t3 
