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摘要
c V6H!\ *>W<n1r@] 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。 3;L$&X 2 mBwz.KEm<
 t >"`rcg e;XRH<LhAU 本用例展示了...... 3=n6N TL •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构，例如： P+f}r^4} - 矩形光栅界面 "mBM<rEn* - 过渡点列表界面 fCUx93,>z - 锯齿光栅界面 wY ItG"+6 - 正弦光栅界面 +& 7V@ •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 `l]Lvk8O $!wU [/k 光栅工具箱初始化 -crMO57/ •初始化 v` K%dBa - 开始 2g O@ 光栅 y%vAEQ2j= 通用光栅光路图 /(8"]f/ •注意：使用特殊类型的光栅，例如： 矩形形状， 3T.V*& 可直接选择特定的光路图。 E\D,= |Mul pv0|6X?J"
 RTlC]`IGT b/[X8w'VP 光栅结构设置 p+~Imf-Jk •首先，必须定义基板（基块“Base Block”）的厚度和材料。 T`@b rL
 1P"7.{ •在VirtualLab中，光栅结构在所谓的堆栈（stack）中定义。 MuWZf2C •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 J\+fkN<.
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 ng+sK
R5e[cC8o. •例如，选择第一个界面上的堆栈。 mQ 1 ;!f~ 堆栈编辑器 c &bhb[ •在堆栈编辑器(Stack Editor)中，可以从目录中添加或插入界面。 *-=/"m •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。 *
;sz /. <k8WnA ~Fl
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NpGi3> 5 矩形光栅界面 qery|0W k(RK AFj Y •一种可能的界面是矩形光栅界面。 $s=` {v v •此类界面适用于简单二元结构的配置。 nmn/4> •在此示例中，由银制成的光栅位于玻璃基板上。 {f/]K GGk •为此，增加了一个平面界面，以便将光栅结构与基块分开。 #akJhy@m$ •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。 @$kO7k0{g
3(K.:376
 ` =pA;R9 JZ`u?ZaJ/s 矩形光栅界面 1 .@{5f3T •请注意：界面的顺序始终从基板表面开始计算。 G HQ~{ •所选界面在视图中以红色突出显示。 #tg\
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 <Eq S
,cO^ •此外，此处无法定义光栅前方的介质（指最后一个接界面后面的介质）。 它自动取自光栅元件前面的材料。 {i=V:$_# •可以在光路编辑器（Light Path Editor）中更改此材质。 bK }ZR*)  ! D1#3?L •堆栈周期（Stack Period）允许控制整个配置的周期。 8Ys)q x>7' •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。
kVZs: •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。 fr`#s\JKw <LH6my  f {2UL ?y
<v9IK$J
 %`pi*/( u= dj3q 矩形光栅界面参数 W2- l_{ •矩形光栅界面由以下参数定义 *>?N>f" - 狭缝宽度（绝对或相对） PdVY tK% - 光栅周期 pvl];w - 调制深度 *MfH\X379 •可以选择设置横向移位和旋转。 }U=}5`_]D
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 :I"2 2EH
shdzkET8N 高级选项和信息 /Bgqf,N | •在传播菜单中，有几个高级选项可用。 @?J7=}bzz •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 FT>>X P8 •可以设置总级次数或衰逝波级次数 3%r/w7Fc （evanescent orders）。 VWt=9D; •如果考虑金属光栅，这项功能非常实用。 61QA<W b •相反，在介质光栅的情况下，默认设置就足够了。 =?4[:#Rh LtwfL^ #  oR`rs[Kj #s(ob `0| •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 Ar~<l2,{r •层分解(Layer Decomposition)和过渡点分解(Transition Point Decomposition)设置可用于调整结构的离散化。 默认设置适用于几乎所有光栅结构。 \H>Psv{ •此外，有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 QsPg4y3?D •分解预览(Decomposition Preview)按钮提供用于FMM计算的结构数据的描述。 折射率由色标表示。 x(Uv>k~i}
HZ!<dy3  8 [,R4@ 6qmV/DL 过渡点列表界面 XySk m2 y •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 ( bsywM •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 GMZ6 dK •同样，平面界面用于将光栅材料或介质与其中一个基板分离。 1Hhr6T^)  )(.g~Q: +8 "8s 过渡点列表参数 cGo_qR/B(> •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 P()n=&XO6 •上限（Upper Limit）必须设置为大于所需光栅周期一半的值，但在周期性结构的情况下自动设置。 .P T7 ?Qd`Vlp7  7Q'u>o 3&E@#I^] , •必须在周期化（Periodization）选项卡中设置此界面的周期。 *C|*{ ! •此处，可以定义x方向和y方向的周期。 0n4( Rj|}2 •在这种情况下，可以忽略内部和外部定义区域的设置，因为接口的扩展已经被周期性边界条件截断。 R$IsP,Uw U7/
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 _qOynW %*<Wf4P" 高级选项及信息 pHoxw|'Y •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。 |;aZi?Ek[ w AdaP9h
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Hr] 正弦光栅界面 ]X7_ji(l, •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 QT F1~A\ •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 iu{;| E •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： q~iEw#0-L - 脊的材料：基板的材料 BuAzO> = - 凹槽材料：光栅前面的材料 F#Pn] 4/\Y nb.L  o[ JZ>nm N|"q6M !ZL 正弦光栅界面参数 U4Y)Jk - 正弦光栅界面也由以下参数定义： X-bM`7'H •光栅周期 o ,_F;ZhE •调制深度 <WmjjD - 可以选择设置横向移位和旋转。 bx6=LK - 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。 e{4e<hd 1PWi~1q{Q  )eSQce7H DH$ Nz 高级选项和信息 Ln+ .$ C •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。 I_?R(V[9
#jxPh! %9
 l.;^ w Je^ ;[^ 高级选项及信息 Mw+
l>9 2 •如果增加层数（例如，增加2倍），则离散化变得光滑。 Z 6WNMQ1: Kn?h  }43qpJ e8U 锯齿光栅界面 C[ KMaB •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 .DnG}884 •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 9&kPcFX B •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： \ ux {J - 脊的材料：基板的材料 -m=!SQ >9 - 凹槽材料：光栅前面的材料 RMs8a ZCa FL$S_JAw
 3T 0'zJ2f w!d(NA<|0] 锯齿光栅界面参数 p?
VDBAx •锯齿光栅界面也由以下参数定义： S ;#7B?j - 光栅周期 !iX/Ni: - 调制深度 *cX i*7|= •此外，闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 QR-pji
y •可以选择设置横向移位和旋转。 sQr M"i0Y> •由于这是光栅界面（类似矩形和正弦型），因此不必选择周期。 \SgBI/L^
eAQ-r\h'2  D^t: R?+ %\'G2 高级选项和信息 ]gA2.,)}D •同样，可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 x
FvK jO)  Yo QQ , 探测器位置的注释 )#? K2E 关于探测器位置的注释 ?d3<GhzlR3 •在VirtualLab中，探测器默认位于基板后面的空气中。 &u<%%b| •如果光栅包含在复杂的光学装置中，则必须这样做。 .M[t5I'\ •但是，完美的平面和平行基板可能会产生一些干涉效应，而实际情况并非如此。 }KftV nD? •因此，为了计算光栅效率，应将探测器设置在基板材料内（同样适用于大多数光栅评估软件）。 NSzTl-eS •可以避免这些干涉效应的不良影响。 v`qXb$YW  k0b6X5 p~(STHDe#
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