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摘要 `Mg3P_}=
PtQ[({d3R 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。 Jo[ & y ,
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Ol. 系统内光栅建模 T[e+iv<8j 在一般光路中，光栅元件可以插入到系统的任何位置。 dEMv9"`*! 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。 ;s$4/b/~ 光栅元件可以通过元件 > 单个表面&堆栈 > 光栅找到。 I _Lm[
&m36h`tM
 ktfxb <% QhTn 9S:D 附着光栅堆栈 ZR=i*y l{3zlXk3z 为了描述系统内的光栅，光栅堆栈总是附着在一个虚拟参考面上(仅平面)。 cr0 /.Zv) 元件的大小仅用于在3D光线追迹视图中显示；仿真中不考虑孔径效应。 z7 ?SuJ 参考面可以在三维系统视图中可视化，以帮助排列光栅。 )R<93 `q 所应用的光栅结构可以是一维周期(层状)，也可以是二维周期(交叉光栅)。 lBG=jO S KRd'!bG=1  R8 6i2', 6*$A/D 堆栈的方向 EGv]K| Y
cL((6A 堆栈的方向可以用两种方式指定： .i )K#82 :rufnmsP<U 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)。 n87Uf$ U74L:&y LI 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。 ,'Y KL", 2\64~a^  vnbY^ASdw u#u/uS " 基底的处理、菲涅耳损耗和衍射角 @HI@ PZ> ~3Qa-s;g 作为一种惯例，往往忽略基底的影响，例如衍射效率的计算。 B&KIM{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。 KDP& I J 平面的建模包括菲涅耳效应(S矩阵求解器)。 beY GP .8'uIA{_2
 :ba 4E[@ 79
_8Oh 高级选项和信息 ey<z#Q5+ 在求解器菜单中有几个高级选项可用。 2Nm{.Y 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。 oWDn_GnG`h 既可以设置考虑的总级次数，也可以设置倏逝级次数。 ]I/* J^ 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。 -`spu)
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da: ~
 1 Cz}| #U })mD{c/ 结构分解 (yEU9R$I" $mq+/|bn 结构分解选项卡提供了关于结构分解的信息。 O]="ggq& 层分解和转换点分解设置可以用来调整结构的离散化。默认设置适用于几乎所有光栅结构。 xjxX4_ 此外，还提供了有关层数和转换点数的信息。 ,5~ C($-t 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。 P?8$VAkj 06pY10 <>X
 f@Ve,i Z l! 光栅级次通道选择 vgNrHq&2q ei]Q<vT6 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。 !q H)ttW 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+<=8@a 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)。 Yu[MNX ;G ]E.FBGT
 X,8Zn06M nhm#_3!6A 光栅的角度响应 H- m).^ 在VirtualLab Fusion中，光栅元件的运算符通过FMM(又名RCWA)在k域中建模。 1]8Hpd 对于给定的光栅，其衍射行为与输入场有关。 51AA,"2[_ 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。 %vG;'_gM B 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。 `09[25?
)iPU
 :q2RgZE n -wOLH 例：谐振波导光栅的角响应 g+&wgyq5
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0+_;6 谐振波导光栅的角响应 ay{]Vqi9
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