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摘要 4fN<pG, w<'mV^S 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。 ur'A ;B ]!f=b\-Av
 Z6Mh`:7 ]@'Y lPU 本用例展示了...... 9;@6iv •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构，例如： X<1# )xC - 矩形光栅界面 q
H + ~rj - 过渡点列表界面 hWUZn``U$| - 锯齿光栅界面 A5z`3T;1 - 正弦光栅界面 ON$u581 y •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 E) `+1j WUHijHo5(8 光栅工具箱初始化 [1E u6X6 •初始化 <$UY{"? - 开始 Ly ^r8I 光栅 iR_X,&p
通用光栅光路图 ~O <Bs{8 •注意：使用特殊类型的光栅，例如： 矩形形状， 8&3G|m1-2 可直接选择特定的光路图。 n\d-^ml lc*<UZ R
 #t;@x_2yD\ /N~., vf 光栅结构设置 wp} PQw: •首先，必须定义基板（基块“Base Block”）的厚度和材料。 .~Td / o7
 ,3x3&c •在VirtualLab中，光栅结构在所谓的堆栈（stack）中定义。 (pAGS{ { •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 @o_-UsUX
x ;kW }U
 Wz9 }glr
JD,/oL.KA •例如，选择第一个界面上的堆栈。 Iz
V tiX OJ&~uV >2 堆栈编辑器 Mb F.KmV •在堆栈编辑器(Stack Editor)中，可以从目录中添加或插入界面。 (A?/ D!y •VirtualLab的目录提供了几种类型的界面。 所有界面都可以用来定义光栅。 o@"H3
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 ZXp=Q H+f
z`'{l { 矩形光栅界面 uP<tP: ,zO!`|I •一种可能的界面是矩形光栅界面。 WOquG •此类界面适用于简单二元结构的配置。 G /=tC8eX •在此示例中，由银制成的光栅位于玻璃基板上。 !A g W @ •为此，增加了一个平面界面，以便将光栅结构与基块分开。 B!6?+< J" •在堆栈编辑器的视图中，根据折射率（黑暗表示更高），其他颜色表示不同的材料。 /JJU-A(
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 U }xRvNz GXf"a3 矩形光栅界面 [$f •请注意：界面的顺序始终从基板表面开始计算。 Eqnc("m) •所选界面在视图中以红色突出显示。 }fdo
Ai d~
 :IvKxOv •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。 :Fu.S1j$ •可以在光路编辑器（Light Path Editor）中更改此材质。 dy`K5lC@  r,a V11{ •堆栈周期（Stack Period）允许控制整个配置的周期。 .r $d
8J •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 SCZtH El9 •如果是简单的光栅结构，建议选择“取决于界面周期”（Dependent from Period of Interface）选项，并选择适当的周期性界面索引。 qE!.C}L + N"@aisi)  @LqLtr@A
Jwgd9a5
 @.@O# : OQx;>' 矩形光栅界面参数 E:!?A@Fy •矩形光栅界面由以下参数定义 { LZ` _1D - 狭缝宽度（绝对或相对） rK7m( - 光栅周期 [A A'Ko - 调制深度 %dw@;IZ#8{ •可以选择设置横向移位和旋转。 <XDYnWz
+a0 q?$\
 / p}^ Tpu
o)GLh^g_I' 高级选项和信息 2= S;<J •在传播菜单中，有几个高级选项可用。 t Y'fFz^Ho •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 !hdOH3h = •可以设置总级次数或衰逝波级次数 H N?NY （evanescent orders）。 __O@w. •如果考虑金属光栅，这项功能非常实用。 DSf •相反，在介质光栅的情况下，默认设置就足够了。 Wo+fMn( O _[SW8 9zk  1 CXO=Q bVO{,P2 o •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 cd Y |z]B •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>LE z' •此外，有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 %PW_v~sg •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/7kcj!O
:|%k*z  i-Er|u; W G6@XRib3 过渡点列表界面 ^qvN:v$1 •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 KsVN<eR{ •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 uI lm!*0 •同样，平面界面用于将光栅材料或介质与其中一个基板分离。 ~?E.U,R  qJN!L)) _[IOPHa" 过渡点列表参数 kMd1)6%6A •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 oU"!"t •上限（Upper Limit）必须设置为大于所需光栅周期一半的值，但在周期性结构的情况下自动设置。 t`%Xx xu 5\S
s`#g  l4 : B( /h6K"w=='! •必须在周期化（Periodization）选项卡中设置此界面的周期。 x6N)T4J( •此处，可以定义x方向和y方向的周期。 N5K\h}'% •在这种情况下，可以忽略内部和外部定义区域的设置，因为接口的扩展已经被周期性边界条件截断。 Wl?0|{W 8U86-'Pq
 P-]u&m/6 f(SK[+aqW 高级选项及信息 oyC5M+shP9 •同样，可以在高级设置选项卡页面上调整和研究分解结构的数据。 !DU4iq_. skeH~-`M@
 I) ]"`2w2w
:}0>IPW-V 正弦光栅界面
@'IRh9 •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 h[*:\P ` •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 r{g8CIwGQ •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： + PAb+E|, - 脊的材料：基板的材料 [[FDt[ l4 - 凹槽材料：光栅前面的材料 Ar{7H)V: <dd XvUCX  H;w8[ImK x ky +" 正弦光栅界面参数 H"5=z7w - 正弦光栅界面也由以下参数定义： Gv\39+9 = •光栅周期 ka=EOiX. •调制深度 yor6h@F1 - 可以选择设置横向移位和旋转。 SB
x<-^ - 由于这是光栅界面（类似于矩形和锯齿借口），因此不必选择周期。 b%wm-p u,~/oTg O  ,azBk`$iQr AJYZ` 高级选项和信息 >}H3V ] •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。 8.WZC1 N
Wd >gOE
 ]L6[ vJHx +d!"Zy2|B 高级选项及信息 Bcl6n@{2f •如果增加层数（例如，增加2倍），则离散化变得光滑。 )= TS )C4 \ p.eY) >  O_ 4 j"0 锯齿光栅界面 89Ch'D •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 O&g$dK!Rad •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 T/$hN hQK •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： uz;zmK - 脊的材料：基板的材料 $97EeE:{M - 凹槽材料：光栅前面的材料 9M ;k(B! Xn6'*u>+;[
 =w quFA!c | K w}S /F 锯齿光栅界面参数 )0X JOm •锯齿光栅界面也由以下参数定义： fx=H K t - 光栅周期 }rA
_4% - 调制深度 |C`.m | •此外，闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 ~0V ,B1a •可以选择设置横向移位和旋转。 \Z8:^ct.P •由于这是光栅界面（类似矩形和正弦型），因此不必选择周期。 UPcx xtC
9s2 N!bx  WH l vd ]I: h4hgw 高级选项和信息 z8JdA%YBM •同样，可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 _>u0vGF-  \1nj =ca? 探测器位置的注释 >Pwu> 关于探测器位置的注释 M32Z3< •在VirtualLab中，探测器默认位于基板后面的空气中。 |Ye%HpTTv •如果光栅包含在复杂的光学装置中，则必须这样做。 M/evZ?uis •但是，完美的平面和平行基板可能会产生一些干涉效应，而实际情况并非如此。 3?r?)$Jk •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）。 DAVgP7h' •可以避免这些干涉效应的不良影响。 el3lR((H  MVkO > s bM >5=Zox
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