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摘要 a'v%bL;H~
4D/mm(2d$ 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。 995^[c1o6
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 d\ &jl`8* +"] 'h~W 系统内光栅建模 N!fp;jvG 在一般光路中，光栅元件可以插入到系统的任何位置。 8bX\^&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`w)awb 光栅元件可以通过元件 > 单个表面&堆栈 > 光栅找到。 Te {L@sj
rwxJR@Ttn
 +M\*C# )W@H 附着光栅堆栈 m,u?
^ W 7 #,+Q(2 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)。 ;D/'7f7.} 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。 |yI?}zyR 参考面可以在三维系统视图中可视化，以帮助排列光栅。 nDvny0^a 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)。 b)u9#%Q RU ` Tz D  J<_&f_K0] <EI'N0~KG 堆栈的方向 O'."ca]:5 n20H{TA 堆栈的方向可以用两种方式指定： e<^tY0rR& $gZ|=(y&r 它既可以应用在表面的正面，也可以应用在背面(在固体标签中定义)。 ,Z%!38gGsu 8I C( ( 请注意，如果堆栈位于正面，堆栈将绕Z轴旋转180°。这会影响堆栈的内部坐标系，需要在定义高度轮廓时加以考虑。 -o#0 Yt}3 q<JI!n1O  #k=! >%+E
xuelo0h, 基底的处理、菲涅耳损耗和衍射角 a~ REFy !00%z 作为一种惯例，往往忽略基底的影响，例如衍射效率的计算。 ]dDyz[NuvD 然而，任何实际的光栅结构必须建立在基底上，因此，我们使用一个平面元件和中间的自由空间延伸对其进行建模。 qRB7I:m-Wi 平面的建模包括菲涅耳效应(S矩阵求解器)。 [u RsB5 Dz )bP{iq"
 @F7QQs3 rMlbj2T 高级选项和信息 kX 1hcAa 在求解器菜单中有几个高级选项可用。 `T9<}&=! 求解器选项卡允许编辑所使用FMM(“傅里叶模态法”，也被称为RCWA，“严格耦合波分析”)算法的精度设置。 ^:-%tpB#! 既可以设置考虑的总级次数，也可以设置倏逝级次数。 ,75,~ 如果考虑金属光栅，这可能是有用的。相反，对于介质光栅，默认设置就足够了。 Iz{AA-
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 !s)2H/KM 8 wU#Q>ut'% 结构分解 00pHnNoxW N=+Up\h 结构分解选项卡提供了关于结构分解的信息。 1xtbhk]D 层分解和转换点分解设置可以用来调整结构的离散化。默认设置适用于几乎所有光栅结构。 w#b~R^U 此外，还提供了有关层数和转换点数的信息。 <E\BKC%M 分解预览按钮提供了用于FMM计算的结构数据的描述。折射率用色标表示。 fQx 4/4j 5WZL B =
 ~`N |sI, j#p3 c 光栅级次通道选择 GV[[[fu 8'cD K[L 可以定义具体的透射和反射级次，以供模拟中考虑。在表面被从背面照明的情况下，也可以有不同的级次。 kD; BwU[ 并不总是需要考虑所有的衍射级，我们建议只使用那些感兴趣的，以确保更有效的模拟。 R a*9d]N@ 光栅级次通道的选择不影响FMM计算中的内部衍射级次(即精度)。 jA]xpf6} 4t8 Hy
 HRw,D= 5!cplx=< 光栅的角度响应 `aI%laj&M 在VirtualLab Fusion中，光栅元件的运算符通过FMM(又名RCWA)在k域中建模。 cL
WM]\Y 对于给定的光栅，其衍射行为与输入场有关。 \R#XSW, 不同波长/偏振态下的衍射效率不同，不同入射角度下的衍射效率也不同。 =C:0 ='a 为了解决角度相关的衍射行为，可能需要指定k域(角空间)的采样点。请参阅下面的示例以进一步说明。 v^E5 'M[A
,vhR99g{
 ?)PcYrV nEn2!)$ 例：谐振波导光栅的角响应 IaF79}^
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 tIvtiN6[|l n+i }>3'A 谐振波导光栅的角响应 Q%>,5(_V]
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