該案例主要說(shuō)明了周期性結(jié)構(gòu)內(nèi)電磁場(chǎng)分布的嚴(yán)格計(jì)算。出于此目的，研究了兩種不同的系統(tǒng)：具有狹縫的矩形光柵和具有三角形狀的介質(zhì)光柵(等腰三角形)。

1. 建模任務(wù)1：金屬光柵

 在Ey (TE)偏振光照明下的光柵內(nèi)部場(chǎng)分布的嚴(yán)格仿真。

 對(duì)于這個(gè)仿真，采用傅里葉模態(tài)法。

2. 建模任務(wù)2：介質(zhì)光柵

 在Ex (TM)和Ey (TE)偏振光照明下的光柵內(nèi)部場(chǎng)分布的嚴(yán)格仿真。

 對(duì)于這個(gè)仿真，采用傅里葉模態(tài)法。

3. 建模任務(wù)

 VirtualLab的光柵工具箱提供了場(chǎng)內(nèi)部分量分析器，用戶可以對(duì)光柵結(jié)構(gòu)中的電磁場(chǎng)分布進(jìn)行嚴(yán)格計(jì)算。

 通過(guò)該分析器，可以對(duì)任意形狀的光柵進(jìn)行研究。

 場(chǎng)分布計(jì)算能夠檢測(cè)結(jié)構(gòu)內(nèi)部的熱點(diǎn)

4. TE和TM照明線性光柵

5. 鉻狹縫的分析

 通過(guò)計(jì)算場(chǎng)分量，可描述多種場(chǎng)量，如振幅、位相、振幅平方。

 左圖顯示的是Ey方向的振幅平方，由于TE偏振光照明，這是唯一一個(gè)不為零的場(chǎng)量。

 對(duì)于金屬結(jié)構(gòu)，由于集膚效應(yīng)，場(chǎng)合能量主要位于狹縫（空氣）內(nèi)。

 紅線說(shuō)明了結(jié)構(gòu)的形狀（手動(dòng)添加）

6. 三角光柵的分析

 左圖為三角介質(zhì)光柵，描述的是TE光照明的Ey分量的振幅平方。

 如果是介質(zhì)光柵結(jié)構(gòu)，場(chǎng)合能量主要集中在光柵脊內(nèi)。

 由于三角高度輪廓是在x-z平面內(nèi)變化，電場(chǎng)的y分量幾乎沒(méi)有影響。

 紅線說(shuō)明了結(jié)構(gòu)的形狀（手動(dòng)添加）。

 左圖顯示的TM偏振光照明下，Ex分量的振幅平方。

 與TE偏振光照明對(duì)比，由于三角光柵形狀，場(chǎng)和能量分布受到強(qiáng)烈的影響。 紅線說(shuō)明了結(jié)構(gòu)的形狀（手動(dòng)添加）。

7. 總結(jié)

 VirtualLab的光柵工具箱能夠?qū)θ我庑螤罟鈻沤Y(jié)構(gòu)進(jìn)行嚴(yán)格分析。

 內(nèi)部場(chǎng)分量分析器允許計(jì)算所研究光柵結(jié)構(gòu)內(nèi)部的所有電磁場(chǎng)分量。

 對(duì)于該類型的計(jì)算，VirtualLab采用全矢量傅里葉模態(tài)法。

 光柵內(nèi)部場(chǎng)分布的研究能夠進(jìn)行熱點(diǎn)識(shí)別(高能密度)，如果采用高能光源，這些熱點(diǎn)可能損壞元件。