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摘要 +rOfQ'lQ _h1:{hF 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。 A 5 <T7~U J PmZ%]wA
 qG8-UOUDt omZ
b n 本用例展示了...... }Zp5d7(@w •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构，例如： HI!bq%TZ4 - 矩形光栅界面 lj+}5ySG/ - 过渡点列表界面 wpepi8w, - 锯齿光栅界面 `XK+Y - 正弦光栅界面 ^!x}e+ o •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 VCCG_K9' g 6!#n 光栅工具箱初始化 gVpp9VB •初始化 k}908%w - 开始 q@ %9Y3 光栅 -FW'i10\2+ 通用光栅光路图 ;o?Wn=J •注意：使用特殊类型的光栅，例如： 矩形形状， I %#
e\ 可直接选择特定的光路图。 /GU%{nT
|7wiwdD"
 L~} 2&w O/{W:hJjd 光栅结构设置 2@+ MT z •首先，必须定义基板（基块“Base Block”）的厚度和材料。 F/chE c
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EcmS#> •在VirtualLab中，光栅结构在所谓的堆栈（stack）中定义。 1`@rA A>h' •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 1`I# 4f
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 Rss=ihlM
gA~faje •例如，选择第一个界面上的堆栈。 f')3~)" *N?y <U 堆栈编辑器 -E>se8 %" •在堆栈编辑器(Stack Editor)中，可以从目录中添加或插入界面。 K)n0?Q_> •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。 # ^ ;^_ hXM2B2[
 :>GT<PPD;
"K$
y(}C 矩形光栅界面 o]@g%_3X ^"\., Y •一种可能的界面是矩形光栅界面。 E a2&7 •此类界面适用于简单二元结构的配置。 (!&g (l; •在此示例中，由银制成的光栅位于玻璃基板上。 ^_^rI+cTX1 •为此，增加了一个平面界面，以便将光栅结构与基块分开。 oO) KhA?y •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。 z0m[25FQG
L7&|
 )#n>))
%D:5 S?{ 矩形光栅界面 >5!/&D.q •请注意：界面的顺序始终从基板表面开始计算。 gDJ@s
•所选界面在视图中以红色突出显示。 Q|W!m0XO
 N~A#itmdx •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。 S.Fip _ •可以在光路编辑器（Light Path Editor）中更改此材质。 % 1p4K)  f{[,!VG •堆栈周期（Stack Period）允许控制整个配置的周期。 %C8fv|@:f •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 jn;b{*Lf •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。 {\HE' C/? _\Cd.  T\ h _8
xR, ;^R|C
K{00 V# :`ysq 矩形光栅界面参数 ;Q.g[[J/p •矩形光栅界面由以下参数定义 d4 P0f'.z - 狭缝宽度（绝对或相对） /fM6%V=Y - 光栅周期 ^Y:Q%?uB/ - 调制深度 = *A_{u;E •可以选择设置横向移位和旋转。 aUy=D:\
p3eJFg$
 uhLg2G^h
O:a$ U:
高级选项和信息 N2_ =^s7 •在传播菜单中，有几个高级选项可用。 :l>T~&/98 •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 ;v6e2NacM' •可以设置总级次数或衰逝波级次数 Te#wU e-| （evanescent orders）。 *X; g
Y •如果考虑金属光栅，这项功能非常实用。 FZ^byIS[ •相反，在介质光栅的情况下，默认设置就足够了。 GfQP@R" 8[FC  + +13m* fA t@/r1u|iq •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 ^tuJ M: •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。 ,U'Er#U •此外，有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 =fHt |}.K •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。 M{7EFTy!y
-c=IO(B/  yg2~qa:dZ d~| qx 过渡点列表界面 m`9)DsR
N •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 |l ~BdP •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 .#h ]_% •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。 2 +GF:[$  ){>; eky (cYc03" 过渡点列表参数 ?k_=?m •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 -lMC{~h\(S •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。 5H 1(C#| ORx, n7-  }
2)s% eOn ,`B1 •必须在周期化（Periodization）选项卡中设置此界面的周期。 TL7-uH •此处，可以定义x方向和y方向的周期。 m ]K.0E •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。 XpH[SRUx i}<R >]S
 1}8e@`G0.] +n Mg QOs 高级选项及信息 o-O/M S •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。 _n}!1(xYa` v:6b&wS L3
 wKY6[ vvF
iMp)g%Ng 正弦光栅界面 \Y!Z3CK •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 t4 1cl •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 x2ol •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： +]]wf'w - 脊的材料：基板的材料 %q*U [vv - 凹槽材料：光栅前面的材料 g>im2AD+e F'j:\F6C;  >; W)tc, :z a!!^ 正弦光栅界面参数 6!"15dPN - 正弦光栅界面也由以下参数定义： uEi!P2zN
•光栅周期 +&?VA!}. •调制深度 i ^IvT - 可以选择设置横向移位和旋转。 *Nt6 Ufq6 - 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。 6PM u;# pb {P[-f  AN~1 E@" E?XA/z ! 高级选项和信息 _ _)Z Q •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。 huTJ
a2
X2e|[MWkp
 ;c>Yr ?^ @W @L%< 高级选项及信息 +bO{U C[ •如果增加层数（例如，增加2倍），则离散化变得光滑。 MW$9, [ d ;;=s=j  k Dv)g 锯齿光栅界面 ,DE%p
+q •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 ifgaBXT55 •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 ^2??]R&Q
•如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： W"Rii]GK" - 脊的材料：基板的材料 U50X`J - 凹槽材料：光栅前面的材料 rzTyHK[ }%1E9u
 Sc0ZT/Lm f zKKK+ 锯齿光栅界面参数 Ka{Iue Ss •锯齿光栅界面也由以下参数定义： d)G-K+&B - 光栅周期 b]Y,& 8}[+ - 调制深度 pj )I4 C) •此外，闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 aFSZYyPxwv •可以选择设置横向移位和旋转。 n)=&=Uj`f •由于这是光栅界面（类似矩形和正弦型），因此不必选择周期。 /d=$,q1
HIU @m<  @KpzxcEoO 8zGzn%^ 高级选项和信息 _ xC~44 •同样，可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 foFn`?LF  S; c=6@" 探测器位置的注释 67g/(4 & 关于探测器位置的注释 f*5"Jh @ •在VirtualLab中，探测器默认位于基板后面的空气中。 ='JX_U`A^F •如果光栅包含在复杂的光学装置中，则必须这样做。 ~8X' p6 •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。 "D k:r/ •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）。 2
g8PU$T •可以避免这些干涉效应的不良影响。 hB.dqv]^  ` Q8 D[
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