摘要
z'K7J'(R ]G&\L~P 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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8A]q!To W" ,jZ"7 系统内光栅建模
61wG: 在一般光路中，光栅元件可以插入到系统的任何位置。
g\nL
n# 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 cZ|H 光栅元件可以通过元件 > 单个表面&堆栈 > 光栅找到。
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, ZW. P` pG=zGx4 附着光栅堆栈
2m}] z.w# ! m5\w> 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)。
*YOnX7*Km 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。
^n5QK H D 参考面可以在三维系统视图中可视化，以帮助排列光栅。
/!8:/7r+W 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)。
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JkE Q@x
",GC\#^v 堆栈的方向
a2)*tbM 9\ m,fr?d/; 堆栈的方向可以用两种方式指定：
m,_oX1h sJYX[ 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)。
4[j) $!l` ,\RC gc 请注意，如果堆栈位于正面，堆栈将绕Z轴旋转180°。这会影响堆栈的内部坐标系，需要在定义高度轮廓时加以考虑。
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0d)n} fm 
LYKm2C*d Du 4?n8 o 基底的处理、菲涅耳损耗和衍射角
~%q e, u-cC}DP 作为一种惯例，往往忽略基底的影响，例如衍射效率的计算。
kQcQi}e 然而，任何实际的光栅结构必须建立在基底上，因此，我们使用一个平面元件和中间的自由空间延伸对其进行建模。
2a}_|#* 平面的建模包括菲涅耳效应(S矩阵求解器)。
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J sdE A [qo* ,CRz 高级选项和信息
!LESRh? 在求解器菜单中有几个高级选项可用。
z`6KX93 求解器选项卡允许编辑所使用FMM(“傅里叶模态法”，也被称为RCWA，“严格耦合波分析”)算法的精度设置。
du TSU9 既可以设置考虑的总级次数，也可以设置倏逝级次数。
|0Kt@ AJY 如果考虑金属光栅，这可能是有用的。相反，对于介质光栅，默认设置就足够了。
yrb%g~ELGn cZi&L p 
s bb{VV`I ?q7Gs)B=^' 结构分解
u(qpdG||7 }0*7 bb 结构分解选项卡提供了关于结构分解的信息。
EH%j$=@X 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。
RR9s%>^ 此外，还提供了有关层数和转换点数的信息。
#`EMK 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。
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_z< q9: HKf 3eC 光栅级次通道选择
aUQq<H 'R {rr\hl-$ 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。
X13bi}O 6# 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。
*9 xD]ZZF 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)。
fe,CY5B{ IrK )N 
!h;VdCCi# U$%w"k7^( 光栅的角度响应
@:8|tJu8b 在VirtualLab Fusion中，光栅元件的运算符通过FMM(又名RCWA)在k域中建模。
U^ S0H(> 对于给定的光栅，其衍射行为与输入场有关。
@B <_ h+ 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。
qz):YHxT]n 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。
4+ Kc L T!X|O. 
LPCl E5 P=GM7 例：谐振波导光栅的角响应
:I8t}Wg owB) + 
_7VU , 23m+"4t 谐振波导光栅的角响应
iWEYSi\)n UHwrssX&3 
