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摘要 1S yG ocZ^rqo2w 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。 H6/ gRv@ 8q:#
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 >t%@)]*N 0Fsa&<{6? 本用例展示了...... K}'?#a(aX= •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构，例如： A\13*4:;l - 矩形光栅界面 'q@vTM'- - 过渡点列表界面 +/" \.wYv - 锯齿光栅界面 j[dgY1yE: - 正弦光栅界面 n8`WU3& •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 I<+:Ho=6 \eR ct_ 光栅工具箱初始化 *9EW &Ek •初始化 cI rc@ - 开始 Dt iM}=: 光栅 7 y$a=+D i 通用光栅光路图 ~@T`0W-Py •注意：使用特殊类型的光栅，例如： 矩形形状， P?zaut 可直接选择特定的光路图。 ?}, RN k~,
k@mR
 /!`xqG# U"~W3vwJ 光栅结构设置 'u d[#@2 •首先，必须定义基板（基块“Base Block”）的厚度和材料。
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 *.Z~f"SZy* •在VirtualLab中，光栅结构在所谓的堆栈（stack）中定义。 wz BI<0]z •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 'E\4/0 !
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 t J&tNSjTi
Lu5X~6j"$ •例如，选择第一个界面上的堆栈。 M5L /3qLh1 ^`Hb7A(
堆栈编辑器 Aq\K N. •在堆栈编辑器(Stack Editor)中，可以从目录中添加或插入界面。 MIb [}w= •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。 ,J:Ro N_: t+{vb S 0
 b`F]oQ_*
!%.=35NS@E 矩形光栅界面 7:<A_OLi R aP,dR+P •一种可能的界面是矩形光栅界面。 15r=d •此类界面适用于简单二元结构的配置。 'K#ndCGJ$ •在此示例中，由银制成的光栅位于玻璃基板上。 c]/S<w< •为此，增加了一个平面界面，以便将光栅结构与基块分开。 FW|_8q?}< •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。 Cl{Ar8d}
8(L6I%k*
 N,3iSH=cN[ l[rK)PM 矩形光栅界面 -Zp BYX5e_ •请注意：界面的顺序始终从基板表面开始计算。 dP`B9>r •所选界面在视图中以红色突出显示。 yrd1 J$
 0? dr( •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。 tBX71d
T •可以在光路编辑器（Light Path Editor）中更改此材质。 d`~~Ww1  2U( qyC •堆栈周期（Stack Period）允许控制整个配置的周期。 "\ =Phqw •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 h_Sk X@"/- •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。 TwI'XMO;A kg\8 (@h]  8m=O408Q
b}; o:
 KSHq0A6/q% `uH7~ r^ 矩形光栅界面参数 9C0 #K\ •矩形光栅界面由以下参数定义 y*6/VSRkt4 - 狭缝宽度（绝对或相对） xc\zRsY` - 光栅周期 vm'Z A7f6 - 调制深度 N"suR}9% •可以选择设置横向移位和旋转。 T[#q0bv
-'SA &[7dP
 4 Tw~4b
ic"8'Rwb 高级选项和信息 ~E!kx •在传播菜单中，有几个高级选项可用。 t,IOq[V tk •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 '+27_j •可以设置总级次数或衰逝波级次数 c&F Ot （evanescent orders）。 v^vi *c •如果考虑金属光栅，这项功能非常实用。 Z# bO}! •相反，在介质光栅的情况下，默认设置就足够了。 S!+>{JyQ 44|tCB`  Kf*Dy:e %:zu6 8Q[ •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 bI8uw|c •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。 rNTLP
m
•此外，有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 _53~D= •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。 /jGV[_Q=P
Wpi3 5JrC  t(9q 6x3|e h /^bRs`; 过渡点列表界面 7(N+'8 •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 5j6`W?|q •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 PP >6 •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。 j49Uj}:j  Z6A-i@ -]H~D4ng 过渡点列表参数 J 9p4\=9 •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 GNe^ ~ •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。 2\QsF,@`YU 8W?dWj  -TH MTRFz _#s,$K# •必须在周期化（Periodization）选项卡中设置此界面的周期。 |K06 H
?6X •此处，可以定义x方向和y方向的周期。 ~~ rR< re •在这种情况下，可以忽略内部和外部定义区域的设置，因为接口的扩展已经被周期性边界条件截断。 \6JOBR ?1 a9k@[t
 m<#12#D {G VA4=UAE 高级选项及信息 W ';X4e •同样，可以在高级设置选项卡页面上调整和研究分解结构的数据。 1/2cb-V ``Q6R2[|)
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<.B+&3') 正弦光栅界面 W>)0=8#\ •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 hW< v5!, •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 Zrr)<'!i •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： ]p 3f54! - 脊的材料：基板的材料 X["xC3 i - 凹槽材料：光栅前面的材料 #c>GjUJ.w gtZm Be=  o1 x 1SH xI{4<m/0N 正弦光栅界面参数 HdJ g - 正弦光栅界面也由以下参数定义： 9ziFjP+1 •光栅周期 =I @t%Y •调制深度 D 5D *$IC - 可以选择设置横向移位和旋转。 0f.j W O - 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。 0)332}Oh =abcLrf2G  a3tcLd|7J d*0 RBgn 高级选项和信息 E,}{ iqAb •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。 hx$61 E=
:^v Q4/,
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D gM\>{ihM' 高级选项及信息 >|E]??v •如果增加层数（例如，增加2倍），则离散化变得光滑。 Q L WnP- a (~Y:v  f
+{=##'0 锯齿光栅界面
D}98ZKi •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 J* *(7d •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 i }sAF/ •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： f R Q,Z - 脊的材料：基板的材料 <\~v$=G - 凹槽材料：光栅前面的材料 L7-BuW}& W2
- %/
 ( Xh <F $^ee~v;m4 锯齿光栅界面参数 I'4(Ibl+ •锯齿光栅界面也由以下参数定义： 7__[=)(b2X - 光栅周期 4, I,f>V - 调制深度 )4L2&e`k)( •此外，闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 /Sw~<B!8N •可以选择设置横向移位和旋转。 k&ci5MpN •由于这是光栅界面（类似矩形和正弦型），因此不必选择周期。 ! C#oZU]P
[iub}e0  mgAjD . +'<P W+U$ 高级选项和信息 .N X9A b •同样，可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 @N4_){s*  hCcI]#S& 探测器位置的注释 gwoe1:F:J 关于探测器位置的注释 N P T-d •在VirtualLab中，探测器默认位于基板后面的空气中。 Z -PB CU •如果光栅包含在复杂的光学装置中，则必须这样做。 R^l0B u]X •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。 bY" zK',m •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）。 nqj(V •可以避免这些干涉效应的不良影响。 e*7O!Z= O  ~)U50. CH K%v:giN$l`
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