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摘要 <s 9Sx>Zb RL~ \/# 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。 cK(}B_D$ q
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w4 \] {A O3o<-h 本用例展示了...... `y;& M8. •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构，例如： 9=rYzA?)+ - 矩形光栅界面 18}L89S> - 过渡点列表界面 * gMuo6 - 锯齿光栅界面 S? r:=GS - 正弦光栅界面 3 V8 SKBS •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 \z:p"eua z x)BG%{h 光栅工具箱初始化 >/6v`
8F •初始化
U^ VFHIm - 开始 6:v8J1G(< 光栅 0w< iz;30 通用光栅光路图 k ,X)PQc •注意：使用特殊类型的光栅，例如： 矩形形状， aMm`G}9n 可直接选择特定的光路图。
1ikkm 7 $] |_xG-6{
 b 7aAP*$ }=?r`J+Ev; 光栅结构设置 5c{=/} Y •首先，必须定义基板（基块“Base Block”）的厚度和材料。 mrFMdpaHl%
 @*is]d+ Ya •在VirtualLab中，光栅结构在所谓的堆栈（stack）中定义。 0 v/+%%4} •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 P M9HfQU?
hh+GW*'~
 QdO$,i '
PA`b~Ct •例如，选择第一个界面上的堆栈。 -
CM; sXq ( cC5zv*E 堆栈编辑器 m$QFtrvy •在堆栈编辑器(Stack Editor)中，可以从目录中添加或插入界面。 4z#Ck T •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。 BzTm[ `(h CrS[FM= +W
gJs~kQU
? Z1pPd@ 矩形光栅界面 *'d5~dz= 9nM {x? •一种可能的界面是矩形光栅界面。 ZJy
D/ 9y •此类界面适用于简单二元结构的配置。 lba*&j]w= •在此示例中，由银制成的光栅位于玻璃基板上。 gxU(& •为此，增加了一个平面界面，以便将光栅结构与基块分开。 k^R>x V
•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。 ' ? yZ,t
q6 9a-5q
 _'2r=a#` : JW~$4 矩形光栅界面 kwWO1=ikz@ •请注意：界面的顺序始终从基板表面开始计算。 , LcMNP r •所选界面在视图中以红色突出显示。 S:Yo9~
 E+E 5`-V •此外，此处无法定义光栅前方的介质（指最后一个接界面后面的介质）。 它自动取自光栅元件前面的材料。 -[ ^wYr= •可以在光路编辑器（Light Path Editor）中更改此材质。 f} Uw%S=w,  |7|mnOBdDf •堆栈周期（Stack Period）允许控制整个配置的周期。 Qf cW •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 S'ikr •如果是简单的光栅结构，建议选择“取决于界面周期”（Dependent from Period of Interface）选项，并选择适当的周期性界面索引。 '\_ic=&u S1$\D!|1  HK2`.'D
$?*+P``
 L s|;gewp ;GH(A=}/Y 矩形光栅界面参数 T,WWQm •矩形光栅界面由以下参数定义 t{?_]2vl - 狭缝宽度（绝对或相对） R L)' m - 光栅周期 _r^&.'q - 调制深度 ^QYI`u` 4 •可以选择设置横向移位和旋转。 ?#FA a,
{K[+nX =#
 YRC`2)_'
XZKOBq B] 高级选项和信息 G1|
Tu"
•在传播菜单中，有几个高级选项可用。 $1Xg[>1g5 •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 .3ic%u;|D •可以设置总级次数或衰逝波级次数 @B& hR} 4 （evanescent orders）。 F},JP'\X •如果考虑金属光栅，这项功能非常实用。 #jDO?Y Sa •相反，在介质光栅的情况下，默认设置就足够了。 4SG[_:+! 9wtl|s%A %  vo0[Z,aH5 v- {kPc=:# •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 gO$!_!@LM •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。 !w
C4ei` •此外，有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 '}!dRpx •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。 Aq";z.gi+
F"0 tv$  SKcAZC #p_ ~L4iW 过渡点列表界面 i uN8gHx •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 2V~Yb1P •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 xX|-5cM; •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。 yTZbJx?m  [q(7Jv r yPz?Aw(4 过渡点列表参数 Kt`0vwkjvI •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 i 5_g z> •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。 TcGxm7T yq& ]>ox  H:~LL0Md% kM9E)uT>(< •必须在周期化（Periodization）选项卡中设置此界面的周期。 7J')o^MG •此处，可以定义x方向和y方向的周期。 &}P62& •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。 u vm=i . u}ab[$Q5
 xQ$*K]VP wk-ziw 高级选项及信息 \ wnQ[UNjP •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。 g4-HUc zk 1;H(
 z{tyB
$/pd[ H[{ 正弦光栅界面 `aSz"4Wd •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 & JP-M=\n •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 ?=
ulf GrY •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： e`C' 5`d] - 脊的材料：基板的材料 ~rKo5# D - 凹槽材料：光栅前面的材料 ? ZN8K u %=_ Iq\lC  o"5R^a@ ph3[}><6 正弦光栅界面参数 M6g!bK2l - 正弦光栅界面也由以下参数定义： Dj %jrtT •光栅周期 dIK!xOStA •调制深度 @AWKEo<7.I - 可以选择设置横向移位和旋转。 H!vvdp?Z - 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。 B8 C"i%8V) #V~r@,  |\,e9U> \:O5, wf2 高级选项和信息 /Nxy?g|, •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。 sLB{R#Pt
Q=>@:1=
 O5e9vQ H J Ls7[W)O 高级选项及信息 Bz ]64/ •如果增加层数（例如，增加2倍），则离散化变得光滑。
\ 1|T scrNnO[3j  V! ~uGf 锯齿光栅界面 J *^|ojX •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 c\-I+lMBi •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 "X }!j>- •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： <5q:mG88 - 脊的材料：基板的材料 l-M~e] - 凹槽材料：光栅前面的材料 tl0_as
6g7 X1C
 ( R Ttz P\w.:.2 锯齿光栅界面参数 iF<VbQP=X^ •锯齿光栅界面也由以下参数定义： %tmK6cY4Y - 光栅周期 PcJ,Y\"[ - 调制深度 C8a Yg •此外，闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 8m-ryr) •可以选择设置横向移位和旋转。 m"jqHGFV •由于这是光栅界面（类似矩形和正弦型），因此不必选择周期。 E Sb
'{Iv?g h"  ud! iy Xg op1 高级选项和信息 "r.pU(uxt •同样，可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 ,AACE7%l  !3d +"tL
S 探测器位置的注释 <7u*OYjA 关于探测器位置的注释 $t[`}I
} •在VirtualLab中，探测器默认位于基板后面的空气中。 <Gs)~T#' •如果光栅包含在复杂的光学装置中，则必须这样做。 #*?5 •但是，完美的平面和平行基板可能会产生一些干涉效应，而实际情况并非如此。 mltN$b%G=d •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）。 .:$%3#N$(Y •可以避免这些干涉效应的不良影响。 "(T @*"vX2  -1Tws|4gc (hdP(U77
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