摘要
?La Ued' 0F:1\9f5 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。
,v9f~qh T $+-IAE 
@|\R}k%( j_cs;G: " 系统内光栅建模
zj|WZ=1*Wp 在一般光路中，光栅元件可以插入到系统的任何位置。
x\\~SGd 这使得在一个复杂的系统中对光栅进行建模，并因此评估整个系统的性能成为可能，同时考虑光栅的可能影响。
+jP~s 光栅元件可以通过元件 > 单个表面&堆栈 > 光栅找到。
PdeBDFWD ]zf G~^. 
Sw[{JB;y, k2 Q
qZxm! 附着光栅堆栈
xV\5<7qk5g )G1P^WV4 为了描述系统内的光栅，光栅堆栈总是附着在一个虚拟参考面上(仅平面)。
0? 0J z 元件的大小仅用于在3D光线追迹视图中显示；
仿真中不考虑孔径效应。
v2+!1r7@ 参考面可以在三维系统视图中可视化，以帮助排列光栅。
ihCIh6 所应用的光栅
结构可以是一维周期(层状)，也可以是二维周期(交叉光栅)。
] J7Qgp)i )C%N]9FvY 
iK()&TNz X" aEJ|y 堆栈的方向
5W? v'" M*eJ
JY 堆栈的方向可以用两种方式指定：
h 8e757z
#^#HuDH 它既可以应用在表面的正面，也可以应用在背面(在固体标签中定义)。
8, "yNq vZj`| 请注意，如果堆栈位于正面，堆栈将绕Z轴旋转180°。这会影响堆栈的内部坐标系，需要在定义高度轮廓时加以考虑。
@Xp~2@I=ls U/l?>lOD\ 
: 9t4s#. >rsqH+oL 基底的处理、菲涅耳损耗和衍射角
?sz)J 3 .;7> y7$* 作为一种惯例，往往忽略基底的影响，例如衍射效率的计算。
2";SJF'5\ 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。
@`3 6ku 平面的建模包括菲涅耳效应(S矩阵求解器)。
"Z=5gj kgdT7 
0\ 9K3 )!BsF'uVQ 高级选项和信息
GB7/x*u 在求解器菜单中有几个高级选项可用。
8fl Oq"uK^ 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。
*J|(jdu7 既可以设置考虑的总级次数，也可以设置倏逝级次数。
X0(tboj# 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。
vmTs9"ujF, yp .[HMRD 
mLV[uhq G q<X4C#| 结构分解
y
!$alE *Lqg=9kzr 结构分解选项卡提供了关于结构分解的信息。
uw(NG.4 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。
$Fkaa<9;P 此外，还提供了有关层数和转换点数的信息。
b89a)k>^g 分解预览按钮提供了用于FMM计算的结构数据的描述。折射率用色标表示。
}Ew hj>w r KH:[lK m 
Fs_]RfG B.r4$:+jb2 光栅级次通道选择
BVsD(
@lX l5xCz=dw 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。
j]|U 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。
%p^.|Me7 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)。
@yd4$Mv8% S"Lx% 
;5-r_D;9 )SryD RT 光栅的角度响应
RlT3Iz; 在VirtualLab Fusion中，光栅元件的运算符通过FMM(又名RCWA)在k域中建模。
b45|vX+j 对于给定的光栅，其衍射行为与输入场有关。
goat <\ a 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。
k>x&Ip8p 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。
WQ yLf;!Lz p' 7*6bj1 
5DOBs f8Jo GdV1^`M6 例：谐振波导光栅的角响应
m,C1J%{^ =K'cM=WM6 
Lip4)Y [ (Yo>Oh4 谐振波导光栅的角响应
2(5ebe[ 8k
q5ud 
