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2.建模任務2：介質光柵?在Ex (TM)和Ey (TE)偏振光照明下的光柵內部場分布的嚴格仿真。?對于這個仿真，采用傅里葉模態法。 3.建模任務?VirtualLab的光柵工具箱提供了場內部分量分析器，用戶可以對光柵結構中的電磁場分布進行嚴格計算。?通過該分析器，可以對任意形狀的光柵進行研究。

■ 由于共振效應，具有小尺寸結構的光柵不在產生正弦位相分布。 ■ 振幅同樣劇烈地改變。■ 此時變化范圍從0.2 ~ 1.2.■ 這是光柵周期趨近于波長量級時的典型現象。說明該案例中波長532nm,光柵周期1um，即結構在波長范圍內，通常要求采用傅里葉模態法進行嚴格分析。

該案例介紹了一個正弦光柵的仿真，該光柵表面具有隨機變化的粗糙度結構。此外，分析了對衍射級次的影響，特別是衍射效率。1.建模任務?一個正弦光柵不同衍射級次的嚴格分析和優化。?對于該仿真，采用傅里葉模態法。

摘要 諧振波導光柵(RWG)由于其在波長、相位和偏振等方面的可調諧性，在研究和工業中有著廣泛的應用。RWG的結構包含一個薄的高折射率波導薄膜，該薄膜與光柵接觸。波導支持多種導模，并且根據厚度的不同，模式的數量也不同。在這個例子中，我們應用VirtualLab Fusion中的傅立葉模態法(FMM)嚴格分析RWG的性質。

摘要 諧振波導光柵(RWG)由于其在波長、相位和偏振等方面的可調諧性，在研究和工業中有著廣泛的應用。RWG的結構包含一個薄的高折射率波導薄膜，該薄膜與光柵接觸。波導支持多種導模，并且根據厚度的不同，模式的數量也不同。在這個例子中，我們應用VirtualLab Fusion中的傅立葉模態法(FMM)嚴格分析RWG的性質。

VirtualLab Fusion 中的工作流程 ? 構造光柵結構 ?使用界面配置光柵結構[用例] ?使用特殊介質配置光柵結構[用例] ? 分析光柵衍射效率 ?光柵階次分析儀[用例] ? 通過參數掃描檢查不同參數的影響 ?參數掃描文檔的使用[用例] ? 計算光柵結構內的場 7.

RSoft軟件的DiffractMOD是一種用于衍射光學元件結構的設計和仿真工具，基于嚴格耦合波分析（RCWA）算法，包括快速傅里葉分解和廣義傳輸線公式，可以處理復雜的周期性結構，其中包含具有有損或色散材料的介電和金屬成分。 2、達曼光柵設計仿真 達曼光柵結構設計可以基于matlab或者mathematica軟件進行優化，然后在RSoft軟件進行仿真。

摘要 諧振波導光柵(RWG)由于其在波長、相位和偏振等方面的可調諧性，在研究和工業中有著廣泛的應用。RWG的結構包含一個薄的高折射率波導薄膜，該薄膜與光柵接觸。波導支持多種導模，并且根據厚度的不同，模式的數量也不同。在這個例子中，我們應用VirtualLab Fusion中的傅立葉模態法(FMM)嚴格分析RWG的性質。

摘要組件內部光場分析器： FMM使用戶能夠研究微觀和納米結構內的電磁場分布。為此，通過應用傅里葉模態法/嚴格耦合波分析（FMM/RCWA）計算任意周期結構，包括透射和反射光柵、介電或金屬光柵。也可以指定領域的哪一部分應該可視化：正向模式，反向模式，或兩者結合。

(3)Ex 振幅分布 (4)Ez振幅分布圖15：使用VirtualLab光柵工具箱進行建模步驟14)示意圖總結：1) 使用光柵工具箱的矩形界面和轉變點列界面可以構建不同結構的組合光柵2) 使用傅里葉模態法(FMM)和薄元近似法(TEA)可以針對不同特征尺寸的光柵結構進行模擬仿真3) 使用光柵工具箱中的光柵衍射效率分析器可以進行各級次的效率分析

摘要分析特定衍射級的衍射效率是光柵結構的典型建模任務。由于特征尺寸和周期較小，與使用的光波長相當，因此必須通過嚴格的方法計算效率。眾所周知的FMM或RCWA是解決此任務的一種常用算法，在VirtualLab Fusion中也可用。這種全矢量方法的結果是復數瑞利系數，它包含每階所需的所有場信息，從中可以獲得相應的效率。

超構光柵結構和建模 VirtualLab Fusion提供：?Pillar Medium (General)，用于構建超構光柵和其他類似結構，以安排圓形/矩形納米柱的分布;?Fourier modal method (FMM)用于嚴格分析由此配置的超構光柵在衍射效率，偏振靈敏度等方面的性能

摘要 分析特定衍射級的衍射效率是光柵結構的典型建模任務。由于特征尺寸和周期較小，與使用的光波長相當，因此必須通過嚴格的方法計算效率。眾所周知的FMM或RCWA是解決此任務的一種常用算法，在VirtualLab Fusion中也可用。這種全矢量方法的結果是復數瑞利系數，它包含每階所需的所有場信息，從中可以獲得相應的效率。

此外，這些區域可以配備理想化或真實的光柵結構，以充當耦入元件、耦出元件或出瞳擴展元件。 更多信息請見：波導的構造 光柵區域 對于耦入元件、耦出元件和眼瞳擴展元件 (EPE)，使用了真實光柵。他們的瑞利矩陣和相應的效率是用 FMM (RCWA) 嚴格計算的。

摘要元件內部場分析器：FMM允許用戶可視化和研究微結構和納米結構內部的電磁場分布。為此，使用傅立葉模態法/嚴格耦合波分析（FMM/RCWA）計算周期性結構（透射或反射、電介質或金屬）內部的場。還可以指定場的哪一部分應該可視化：正向模式、反向模式或兩者同時顯示。

此外，這些區域可以配備理想化或真實的光柵結構，以充當耦入元件、耦出元件或出瞳擴展元件。更多信息請見： 波導的構造 光柵區域 對于耦入元件、耦出元件和眼瞳擴展元件 (EPE)，使用了真實光柵。他們的瑞利矩陣和相應的效率是用 FMM (RCWA) 嚴格計算的。

不同衍射級次光斑和相位分布總結本案例完整展示了利用二維叉形光柵高效生成渦旋光陣列的仿真設計與分析方法，為渦旋光束的靈活調控與應用研究提供了切實可行的技術方案。在VirtualLab Fusion平臺中，通過可編程透過率函數構建二維叉形光柵相位結構，成功將波長為532 nm、束腰直徑為200μm的高斯光束轉換為攜帶軌道角動量的渦旋光束陣列。

（a）波導結構示意圖；（b）K空間分析圖圖3 基于RMG的L型光柵波導布局圖光柵優化：RCWA結合PSO的精準設計為實現理論推導的衍射效率分布，團隊采用嚴格耦合波分析（RCWA）結合粒子群優化（PSO）算法，對折疊光柵、出耦合光柵及入耦合光柵的結構進行了優化設計：1.確定光柵核心參數：選用532nm波長，HOYA-FD60W玻璃為波導基底（折射率1.817），波導厚度1mm

設計任務使用近軸近似的衍射1：7×7分束器的初步設計，通過嚴格分析，進一步優化零階均勻性和影響光柵級次分析模塊設置使用常規的分束器會話2編輯器，VirtualLabFusion提供了一個指導工具，允許用戶一步一步地指定所有影響分束器設計的參數。1.通過應用設計帶中的結構設計，所得到的傳輸函數可以轉換為結構輪廓。2.對于此轉換，使用了薄元近似(TEA)。

設計任務 使用近軸近似的衍射1：7×7分束器的初步設計，通過嚴格分析，進一步優化零階均勻性和影響 光柵級次分析模塊設置 使用常規的分束器會話2編輯器，VirtualLabFusion提供了一個指導工具，允許用戶一步一步地指定所有影響分束器設計的參數。