复杂
光栅结构被广泛应用于
光谱仪、近眼显示
系统等领域。VirtualLab Fusion
软件用傅立叶模态法（FMM,或者RCWA）一种简易的
仿真方法来严格分析任意的光栅结构。使用图形用户界面，可以设置堆栈的几何图形，从而生成复杂的光栅结构。 此例程主要用于构建具有二维周期性特征的光栅。
• 光栅工具箱中构建二维光栅的方法 − 基于介质定义的类型 − 基于界面定义的类型
[q~3$mjQ • 计算之前修改高级选项和检查定义的结构的方法。
R
RnT.MU • 提示：在VirtualLab软件中的光栅结构中，表现为二维周期性的被称作 三维光栅。同样的，层状光栅（一维周期性）被称作二维光栅。
#{zF~/Qq `}#n#C) 初始化光栅工具箱
VTn6@z_ x • 初始化
Z +
)<FX − 开始菜单栏 (Start)
iM~qSRb#mJ 光栅菜单栏(Grating)
8xYe aK 通用光栅光路图（三维光栅） General Grating Light Path Diagram(3D Gratings)
*P+8^t#Vp • 提示：对于特殊类型的光栅，例如柱形光栅，
Im@Yx^gc 可以在光栅工具箱中直接点击柱形光栅光路
Cf3<; Mp< 图（三维光栅）(Pillar Grating Light
U 8 n=Ro Path Diagram(3D Gratings))
hv )d IaGF{O3. 设置光栅结构
Ee'wsL 1Wz5Iv#Ez • 首先，需要定义基底(Base Block)的厚度和介质。
0|F QIhVuY • VirtualLab中光栅结构在堆栈(stack) 中定义。
.}3K9.hkr • 可以在基底的前表面、后表面或者前后表面同时添加堆栈(stack)。
K&;/hdS=F • 例如，图中在前表面添加了堆栈(stack)。
%=5 m!"F 基于
材料定义光栅的类型（例程： 柱形光栅）
(ljoD[kZ 堆栈编辑器
TlJ'pG 4^ )gNVJ e. ]k4K 在堆栈编辑器(Stack Editor)中，界面和材料可以从中目录(catalog) 中添加。
H~?p ,h • 为了用一种特殊的介质定义光栅，需要添加两个平面界面，作为介质的边界。
92M_Z1_w[ z}2 两个平面之间的介质类型可以是均匀介质(homogenous)或者调制介质(modulated)。
D >K=D " • 使用调制介质，就可以非常有效地描述复杂光栅结构，如柱形光栅。
柱形光栅介质
DpQ:U 5j
A<{&?_U • 在目录类别中LightTrans预设(LightTrans Defined)下柱形介质类(pillar media)中可以添加铬柱(Chromium Pillars)。
q oOq47F • 这种介质可以仿真柱形结构或者在基底表面打孔的结构。
RNb" O{3 • 此例程中，矩形排布的金属铬圆柱位于熔融石英基底表面。
wg|/-q- • 在堆栈编辑器的视图中，不同材料根据
折射率的高低表示为不同深浅的颜色
K(Ak+&[ （颜色越深，折射率越高）。
n(jrK9] • 注意：堆栈编辑器固定显示x-z平面的横截面视图。
>0 I\w$L )0{ZZ-beG • 请注意：界面添加的顺序固定由基底表面开始算起。
@vvGhJ1m` • 选中的界面会以红色突出显示。
`,)%<} • 此外，无法在此处定义光栅前面的介质（指
[\.@,Y0j 最后一个界面后的介质）。它会自动从光栅部件前面的材料中提取。
idNg&' • 可以在
光学参数设置编辑器(Optical Setup Editor)中更改这处材料。
og|~:>FmJo + E M^ • 堆栈周期(Stack Period)可以控制整个结构的周期。
E~1"Nh • 对于二维周期性光栅，必须在x和y方向分别定义周期。
'E %+ O • 该周期也是FMM算法的周期边界条件。
7DIFJJE' • 对于简单的光栅结构，建议选择与介质周期一致 (Dependent from the Period of Medium) 选项，并选择合适的周期性介质的序号。
=VF %Z[Gm
