1. 摘要

光柵建模的主要任務(wù)就是分析光柵衍射效率。效率遵循瑞利系數(shù)。對于光柵的每個階次都會給出這兩個量。VirtualLab Fusion可以通過完全矢量傅立葉模態(tài)方法（FMM）來計算衍射效率和瑞利系數(shù)。光柵階次分析器實現(xiàn)這一工作，并可以通過多種方式顯示不同階次的衍射效率和瑞麗系數(shù)。

 

 

2. 由光柵產(chǎn)生的離散階次

 

 

3. 光柵階次

? 當(dāng)激光束照射光柵時，它會根據(jù)光柵周期產(chǎn)生一組離散的階次。

? 二維光柵方程決定了光柵階數(shù)的偏轉(zhuǎn)角度。

? 光柵結(jié)構(gòu)以及入射光決定了各階次的衍射效率。

? VirtualLab中的傅立葉模態(tài)方法能夠計算衍射效率。

? 如果以一個角度（錐形入射）照射線性光柵，光柵的離散階次一般不會分布在一條直線上。

? VirtualLab中光柵系統(tǒng)的模擬也包含了這種情況的分析。

 

4. 光柵上的錐形入射光

 

  

VirtualLab應(yīng)用技術(shù)與工具

 

1. 示例文件

 

文件名：Coated Sinusoidal Grating.lpd

 

2. 光柵說明

 

? 通過一個鍍膜正弦光柵來演示如何用光柵階次分析器對一維光柵進(jìn)行分析。

? 可以通過光柵組件編輯對話框中的堆棧來指定光柵參數(shù)。

 

3. 光柵階次分析器

? 在定義了光柵結(jié)構(gòu)之后，您可以配置光柵階數(shù)分析器。

? 可以指定多種輸出選項。

? 通過在光路視圖中雙擊光路中元件打開的分析器編輯對話框完成以上操作。

? 在后續(xù)內(nèi)容中將會解釋分析器的各選項。

 

? 在General選項卡頁面，您可以選擇透射和/或反射進(jìn)行分析。

? 此外，您可以指定是否要評估總的透射率、吸收值和反射值，以及是否要顯示極坐標(biāo)圖。

? 在Single Orders選項卡下，您可以選擇是否記錄單個階次的信息。

? 當(dāng)您需要使用VirtualLab的參數(shù)運行或參數(shù)優(yōu)化功能對光柵指定階次進(jìn)行分析和優(yōu)化時，該選項卡對您非常有幫助。

 

4. 單階次輸出的選項

 

5. 光柵階次分析器——輸出

 

? 如果光柵階次分析器在光路圖中進(jìn)行操作，單階次輸出值將會記錄在探測器結(jié)果選下卡中。

? 記錄的數(shù)值也可用于參數(shù)運行和參數(shù)優(yōu)化。

 

光柵階次輸出：極坐標(biāo)圖

 

1. 極坐標(biāo)圖

 

? 光柵階次分析器的極坐標(biāo)圖輸出，可以繪制x-z平面上，反射效率和投射效率隨角度的變化

? 同時也提供一個表，包含顯示階次的所有角度和效率。

 

2. 極坐標(biāo)圖的配置

? 可以通過鼠標(biāo)滾輪、屬性瀏覽器(Property Browser)以及功能區(qū)對極坐標(biāo)圖進(jìn)行縮放。

? 通過在圖上雙擊，可以配置想要顯示的階次。

  

光柵階次輸出：階次采集

 

1. 光柵階次采集

? 光柵階次采集對象是用于可視化在不同的坐標(biāo)上計算的光柵效率或瑞利系數(shù)

? 通過屬性瀏覽器設(shè)置多種選項，用戶可以配置想要顯示的數(shù)據(jù)。

 

2. 用于顯示的數(shù)據(jù)設(shè)置

 

? 通過屬性瀏覽器可以指定不同坐標(biāo)下要顯示的數(shù)據(jù)。

? 此外，用戶可以選擇在圖中顯示的階次。

? 在屬性瀏覽器下的Data to Show標(biāo)簽中，可以完成相關(guān)設(shè)置。

 

 

3. 其他視圖設(shè)置的設(shè)置

 

? 在屬性瀏覽器的View選項卡頁面中，用戶可以設(shè)置其他視圖參數(shù)。

? 顏色設(shè)置對于自定義視圖極其重要。

? 用戶可以選擇視圖的背景顏色，也可利用比色卡定義顯示數(shù)據(jù)值

 

4. 視圖自定義的示例

 

圓錐入射的可視化

 

1. 定義圓錐入射

? 在光柵的位置和旋轉(zhuǎn)定義中，用戶可以定義任意旋轉(zhuǎn)。

? 定義可在光柵編輯對話框的-Position/Orientation標(biāo)簽中完成。

? 示例中，我們使用Theta=40°，Phi=40°

 

2. 結(jié)果——所有階次數(shù)的光柵效率

 

 

3. 結(jié)果——所有階次位置的光柵效率

 

 

4. 結(jié)果——所有笛卡爾角的光柵效率

 

 

5. 結(jié)果——所有球面角的光柵效率

 

6. 提示與技巧：長寬比

 

 

7. 文件和技術(shù)信息