摘要
9[E$>o"% g GT,PP(k 光栅是
光学中最常用的衍射元件之一。如今，它们经常被用于复杂的
系统中，并与其他元件一起工作。在这种情况下，非常需要将光栅不仅仅是作为孤立的元件来
模拟，而是与系统的其余部分结合，以评估整个系统性能。VirtualLab Fusion提供了一个独特的光栅元件，允许在光路中轻松地包含各种不同形状的光栅，无论是一维周期光栅(层状)，二维周期光栅，或体(布拉格)光栅。本用例介绍了该元件的功能，包括光栅级次的设置和堆栈的定位。
G%R`)Z]8& P.Z<b:V! 
F5[ITK]A4 t>@3RBEK 系统内光栅建模
hg'! 在一般光路中，光栅元件可以插入到系统的任何位置。
l]y%cJ~$'D 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。
[<a%\:c m4 光栅元件可以通过元件 > 单个表面&堆栈 > 光栅找到。
G$9|aaf`1# c$:=d4t5$ 
aq/Y}s? "d>g)rvOc 附着光栅堆栈
Le:mMd= G = 1OAy`8 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)。
8yz((?LrDh 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。
)u/
^aK53^ 参考面可以在三维系统视图中可视化，以帮助排列光栅。
KXA) i5z 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)。
m&~Dj#%(w 4yZ+,hqJ<9 
bok 74U] S @zkoj@ 堆栈的方向
,3- -ERf }%FuL5Tx 堆栈的方向可以用两种方式指定：
+ls * //R 7O9hn2?e 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)。
v; }`?@G pH l2!{z 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。
S{(p<%)[ .A!0.M| 
U;Ll.BFP l8AEEG8 > 基底的处理、菲涅耳损耗和衍射角
L Su^#B MAD}Tv\S7 作为一种惯例，往往忽略基底的影响，例如衍射效率的计算。
(p.3'j( 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。
.i&ZT}v3 平面的建模包括菲涅耳效应(S矩阵求解器)。
`=}UF u DMcxa.Sd! 
*x o;pe)9 YaNH.$.: 高级选项和信息
N>pmhsk N? 在求解器菜单中有几个高级选项可用。
Jg|cvu-+ 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。
hUT^V( 既可以设置考虑的总级次数，也可以设置倏逝级次数。
sL AuR 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。
6 %\Q*r*N ig2 +XR#% 
8hK P <{cNgKd9 结构分解
] Q4PbW Vp ] D 结构分解选项卡提供了关于结构分解的信息。
P w B g 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。
jH&_E'XMX 此外，还提供了有关层数和转换点数的信息。
6v gB qn[ 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。
~3bZ+*H> H\| ]!8w5Z 
Wyq~:vU.S .;HIEj zq 光栅级次通道选择
:/v,r=Y9 p 2sqm7th 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。
Y8%0;!T 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。
i>Fvmw 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)。
?jri!]ux# >sQ2@"y)s2 
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-0itG 79SqYe=&uy 光栅的角度响应
iz Ph1YA 在VirtualLab Fusion中，光栅元件的运算符通过FMM(又名RCWA)在k域中建模。
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对于给定的光栅，其衍射行为与输入场有关。
a#+>w5 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。
<Zp^lDxa 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 /8.W {)V? R 
l#D-q/k? M[a T2A 例：谐振波导光栅的角响应
v@8S5K J nW4Vct 
{r={#mO;p +
<Z+- 谐振波导光栅的角响应
D@8jGcz62 aSOU#Csx 
