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摘要 } A+ncabm D{s87 h 光栅结构广泛用于光谱仪、近眼显示系统等多种应用。VirtualLab Fusion通过应用傅立叶模态方法（FMM）以简易的方式提供对任意光栅结构的严格分析。在光栅工具箱中，可以通过使用堆栈内的各种接口或/和介质来配置光栅结构。 用于设置堆栈几何形状的用户界面是人性化的，并且可用于生成更复杂的光栅结构。 本用例中，介绍了基于界面的光栅结构的配置具体操作流程。 rH!sImz, -yB}(69
 A"A Ttid MOK}:^bSu 本用例展示了...... HA 8A}d~ •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构，例如： r :$tvT* - 矩形光栅界面 qF4tjza;k - 过渡点列表界面 (_|*&au J - 锯齿光栅界面 ]7 Du/)$ - 正弦光栅界面 C{}PO u •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 |YsR;=6wT s2"`j-i Q 光栅工具箱初始化 [:. wCG5 •初始化 'x{oAtCP9 - 开始 >#$SaG! 光栅 m=sEB8P 通用光栅光路图 ~9 .=t ' •注意：使用特殊类型的光栅，例如： 矩形形状， W]#w4Fp! 可直接选择特定的光路图。 {QM rgyQ E w")
G:K
 !DzeJWM| % Y%r2 光栅结构设置 WI4<2u; •首先，必须定义基板（基块“Base Block”）的厚度和材料。 iq*im$ 9 J
 L4Zt4Yuw •在VirtualLab中，光栅结构在所谓的堆栈（stack）中定义。 ,eBC]4)B6 •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 V\Gs&>
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<TW •例如，选择第一个界面上的堆栈。 udq rHR5 KR#,6 堆栈编辑器 z^U+ oG •在堆栈编辑器(Stack Editor)中，可以从目录中添加或插入界面。 n !4\w>h •VirtualLab的目录提供了几种类型的界面。 所有界面都可以用来定义光栅。 {6H[[7i A|8"}Hm
 6&os`!
a$|U4Eqo 矩形光栅界面 p /-du^:2 EjLq&QR. •一种可能的界面是矩形光栅界面。 n#g_)\ •此类界面适用于简单二元结构的配置。 Q"dq_8\`U •在此示例中，由银制成的光栅位于玻璃基板上。 V?j,$LixY •为此，增加了一个平面界面，以便将光栅结构与基块分开。 yuZLs H •在堆栈编辑器的视图中，根据折射率（黑暗表示更高），其他颜色表示不同的材料。 UqI #F
(M$0'BV0
 !CUl1L1DSi _# sy 矩形光栅界面 \1!Q.V •请注意：界面的顺序始终从基板表面开始计算。 ]UkH}Pt'3 •所选界面在视图中以红色突出显示。 D+3 ?p
 MvpJ0Y ( •此外，此处无法定义光栅前方的介质（指最后一个接界面后面的介质）。 它自动取自光栅元件前面的材料。 @v%Kw e1Q •可以在光路编辑器（Light Path Editor）中更改此材质。 xR D+!3  rNq* z, •堆栈周期（Stack Period）允许控制整个配置的周期。 Sv M\9 •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 FE\E%_K'n7 •如果是简单的光栅结构，建议选择“取决于界面周期”（Dependent from Period of Interface）选项，并选择适当的周期性界面索引。
^wolY0p h p|v?3(  #@B"E2F
G 1 "QX
 ByY2KJ7 H ni^S 矩形光栅界面参数 :EV.nD7 •矩形光栅界面由以下参数定义 9,'m,2%W - 狭缝宽度（绝对或相对） pq{`WgA^ - 光栅周期 t,7%|
{ - 调制深度 5`.CzQVb •可以选择设置横向移位和旋转。 ~o!- [
Q-w# !<L.
 5)RZJrN]
`MVqd16Y 高级选项和信息 ~A=zjkm •在传播菜单中，有几个高级选项可用。 pJ]
Ix *M •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 '(5GR I< •可以设置总级次数或衰逝波级次数 m=01V5_ （evanescent orders）。 /Sj~l Hh •如果考虑金属光栅，这项功能非常实用。 "Au4&Fu •相反，在介质光栅的情况下，默认设置就足够了。 BTkx}KK 3^UdB9j;  '0D$C},^|8 1(o\GI3: •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 ,s~l; Gkj •层分解(Layer Decomposition)和过渡点分解(Transition Point Decomposition)设置可用于调整结构的离散化。 默认设置适用于几乎所有光栅结构。 Mh7m2\fLbd •此外，有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 m8fj\,X •分解预览(Decomposition Preview)按钮提供用于FMM计算的结构数据的描述。 折射率由色标表示。 N_c44[ z 1
2$M nwxfk  <c}@lj-j ( {!!b"B2 过渡点列表界面 XR+
SjCA •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 $.jG O! •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 =K`. $R •同样，平面界面用于将光栅材料或介质与其中一个基板分离。 iqDyE*a  i5}Z k r >38>R0k35 过渡点列表参数 U>PZ3 •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 V9oBSP'kt •上限（Upper Limit）必须设置为大于所需光栅周期一半的值，但在周期性结构的情况下自动设置。 |C4fg6XDL IIR+qJ__|  ~qgh w@Q~ 8TP$ ? 8l •必须在周期化（Periodization）选项卡中设置此界面的周期。 Yj& Sb •此处，可以定义x方向和y方向的周期。 (T T=i •在这种情况下，可以忽略内部和外部定义区域的设置，因为接口的扩展已经被周期性边界条件截断。 x0<;Rm [u= ~ n]5iGz
 i|^Q{3?o# 6iU&9Z<% 高级选项及信息 qi,) l*?f •同样，可以在高级设置选项卡页面上调整和研究分解结构的数据。 ~tp]a]yV K}l3t2uk
 /whaY4__O\
,sL'T[tuiU 正弦光栅界面 59P c:Gg; •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 ?Y~t{5NJR •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 ;\RV C 7 •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： TWRP|i!i - 脊的材料：基板的材料 H+[?{+"#@l - 凹槽材料：光栅前面的材料 kOQ)QX B"GC|}N )v  o+1 (N#?m9 lCU clD 正弦光栅界面参数 3:WqUb\QK - 正弦光栅界面也由以下参数定义： f]NLR>$L} •光栅周期 N
)Z>]&5 •调制深度 D]@(L bMG4 - 可以选择设置横向移位和旋转。 v}$Q - 由于这是光栅界面（类似于矩形和锯齿借口），因此不必选择周期。 $Z G&d At .& $ t  , /.@([C !P A:#]J 高级选项和信息 Jh\KVmfXN •同样，可以在高级设置选项卡中调整和研究分解结构的数据。 !K-1tp$
#p(gB)o:l
 {lds?AuK Dd?G4xUG 高级选项及信息 'NtI bS •如果增加层数（例如，增加2倍），则离散化变得光滑。 Vh\_Ko\V5 wo`.sB&T  [K4cxqlfk 锯齿光栅界面 x/s:/YN' •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 }3*<sxw7< •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 ^?lpY{aa •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： }WsPu o - 脊的材料：基板的材料 07.p
{X R - 凹槽材料：光栅前面的材料 %],BgLhS. zb0NqIN:
 r)t[QoD1 ~-'2 jb*8 锯齿光栅界面参数 iV{_?f1jo •锯齿光栅界面也由以下参数定义： "u BnK! - 光栅周期 \g34YY^L3 - 调制深度 I 1 ]YT •此外，闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 1n`[D&?q •可以选择设置横向移位和旋转。 s-CAo~, •由于这是光栅界面（类似矩形和正弦型），因此不必选择周期。 $J6
.0O
H9T~7e+  k[x-O?$O@ }_lG2#Ll5 高级选项和信息 p\[!=ZXFr\ •同样，可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 x]7:MG$  ,buX| 探测器位置的注释 )?jFz'<r 关于探测器位置的注释 =zn'0g, J4 •在VirtualLab中，探测器默认位于基板后面的空气中。 gN/!w: •如果光栅包含在复杂的光学装置中，则必须这样做。 !~E/Rp •但是，完美的平面和平行基板可能会产生一些干涉效应，而实际情况并非如此。 VD.TosVeWo •因此，为了计算光栅效率，应将探测器设置在基板材料内（同样适用于大多数光栅评估软件）。 VN)WBv
•可以避免这些干涉效应的不良影响。 mP^ B2"|q 
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