摘要
y< j 7iN +6$+] u] 光栅是
光学中最常用的衍射元件之一。如今，它们经常被用于复杂的
系统中，并与其他元件一起工作。在这种情况下，非常需要将光栅不仅仅是作为孤立的元件来
模拟，而是与系统的其余部分结合，以评估整个系统性能。VirtualLab Fusion提供了一个独特的光栅元件，允许在光路中轻松地包含各种不同形状的光栅，无论是一维周期光栅(层状)，二维周期光栅，或体(布拉格)光栅。本用例介绍了该元件的功能，包括光栅级次的设置和堆栈的定位。
&9)/" i%.k{M Y 
;tVd+ [8 Gf3-%s xA 系统内光栅建模
}4!}vkV x 在一般光路中，光栅元件可以插入到系统的任何位置。
xv l{o 这使得在一个复杂的系统中对光栅进行建模，并因此评估整个系统的性能成为可能，同时考虑光栅的可能影响。
u"V,/1++\ 光栅元件可以通过元件 > 单个表面&堆栈 > 光栅找到。
"_\ " S v]EZYEXFL) 
@vyEN.K%mm &V$cwB 附着光栅堆栈
%G\nl R:&y@/JY8[ 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)。
fh3uo\`@ 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。
!;h&@LXG( 参考面可以在三维系统视图中可视化，以帮助排列光栅。
3^% 2, 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)。
Gi X3c^V"1 F nXm;k,9* 
&'&)E(( xWXLk )A 堆栈的方向
&
[@)Er= e+-#/i* 堆栈的方向可以用两种方式指定：
8.. | -<w <uB)u>3
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)。
BKtb@o~( U)Hc 7%
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。
L~{(9J'( zps =~| 
><D2o f| 9v`sSTlSd 基底的处理、菲涅耳损耗和衍射角
YcX"Z~O6j= \ui'~n_t] 作为一种惯例，往往忽略基底的影响，例如衍射效率的计算。
l$\B>u,> 然而，任何实际的光栅结构必须建立在基底上，因此，我们使用一个平面元件和中间的自由空间延伸对其进行建模。
m4oj1h_4 平面的建模包括菲涅耳效应(S矩阵求解器)。
-*KKrte og35Vs0 
u9KT_`
) "*D9.LyM 高级选项和信息
dWkQ NFKF 在求解器菜单中有几个高级选项可用。
(> A# |N1U 求解器选项卡允许编辑所使用FMM(“傅里叶模态法”，也被称为RCWA，“严格耦合波分析”)算法的精度设置。
" Zhh>cz 既可以设置考虑的总级次数，也可以设置倏逝级次数。
#GlFm?/6K/ 如果考虑金属光栅，这可能是有用的。相反，对于介质光栅，默认设置就足够了。
fXWE4^jU FWW@t1) 
1ow,'FztPt |wv+g0]Pg^ 结构分解
*,CJ 3< > #z&R9$ 结构分解选项卡提供了关于结构分解的信息。
~<<32 t'S: 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。
$8U$. ~v 此外，还提供了有关层数和转换点数的信息。
v5\ALWy+p 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。
eL"'-d+] CSoVB[vS 
Gr&e]M[ l > Tl/3{V 光栅级次通道选择
xS%&l)dT ' D`lVUB 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。
zLe(#8G 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。
~D}fy 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)。
QOUyD;0IW `l OW7Z} 
$mKEx W R\3v=PR[ 光栅的角度响应
tlD^"eq4: 在VirtualLab Fusion中，光栅元件的运算符通过FMM(又名RCWA)在k域中建模。
7K.],eo0 对于给定的光栅，其衍射行为与输入场有关。
t^K Qv ~ 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。
(n .IK/: 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。
G) [gLD{g? o:ow"cOEf 
F7jkl4 D :j5/ * 例：谐振波导光栅的角响应
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(?'vT % Wd!Z`,R 谐振波导光栅的角响应
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