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摘要 C$ K?4$ xv Xci W 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。 @I|kY5' c ?*$uj(
 n|? sNM<J3 H;NAS/OhS 本用例展示了...... X.>~DT%0Lm •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构，例如： %z.V$2 - 矩形光栅界面 y`8U0TE3R - 过渡点列表界面 *z6A ~U - 锯齿光栅界面 $[b}r#P - 正弦光栅界面 Z 2@e~&L •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 L~e0^X? n 7B2rRJH 光栅工具箱初始化 8RuW[T? •初始化 'v^shGI%Ht - 开始 > r
C*. 光栅 ~8 UMwpl- 通用光栅光路图 aCH;l~+U •注意：使用特殊类型的光栅，例如： 矩形形状， 3QKB uo 可直接选择特定的光路图。 ]@cI _n FeS
,TQ4j
 =w; -4 N.+A-[7,W 光栅结构设置 Ct?xT Fb •首先，必须定义基板（基块“Base Block”）的厚度和材料。 j@#RfVx
 cUP1Uolvn •在VirtualLab中，光栅结构在所谓的堆栈（stack）中定义。 \!jz1`]&{ •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 -hfkF+=U'
!-n* ]C
 <+r~?X_
A@?-"=h} •例如，选择第一个界面上的堆栈。 rN7JJHV
<&`Rf6 堆栈编辑器 2M q@5n •在堆栈编辑器(Stack Editor)中，可以从目录中添加或插入界面。 k<j]b^jbz •VirtualLab的目录提供了几种类型的界面。 所有界面都可以用来定义光栅。 2"|7 YI }@jJv||
 J E5qR2VA
}+MA*v[06 矩形光栅界面 O(-6Zqk8Q b@=H$" •一种可能的界面是矩形光栅界面。 z79oj\&[ •此类界面适用于简单二元结构的配置。 tUZfQ •在此示例中，由银制成的光栅位于玻璃基板上。 pO fw *lD •为此，增加了一个平面界面，以便将光栅结构与基块分开。 +:jv )4 ^O •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。 +A1*e+/b\
K$GQc"
 /qwY/^ [>_ zV.X 矩形光栅界面 7&HcrkP] •请注意：界面的顺序始终从基板表面开始计算。 iD%a ;] •所选界面在视图中以红色突出显示。 nL[OwfPj
 9ghUiBPiL: •此外，此处无法定义光栅前方的介质（指最后一个接界面后面的介质）。 它自动取自光栅元件前面的材料。 jA2%kX\6// •可以在光路编辑器（Light Path Editor）中更改此材质。 ge%QbU1J  "".a(ZGg •堆栈周期（Stack Period）允许控制整个配置的周期。 q^6#.} •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 G(shZ=fq •如果是简单的光栅结构，建议选择“取决于界面周期”（Dependent from Period of Interface）选项，并选择适当的周期性界面索引。 .waj.9&[l R=48:XG3/K  m+7% ]$
xT* 3Q wK
 &}C-W*
f,Z lb*;Z7fx<' 矩形光栅界面参数 0|K<$e6IH •矩形光栅界面由以下参数定义 \ kY:|T - 狭缝宽度（绝对或相对） b{ A/M #= - 光栅周期 ?li/mc.XG - 调制深度 *wX[zO+o •可以选择设置横向移位和旋转。 z[Q e8 6L
O[L#|_BnEO
 ;o;ak.dTt
0 |?N 高级选项和信息 }M"])B I
•在传播菜单中，有几个高级选项可用。 l O* •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 %qE"A6j •可以设置总级次数或衰逝波级次数 W?!rqo2SP （evanescent orders）。 9C Ki$L •如果考虑金属光栅，这项功能非常实用。 wL]#]DiE •相反，在介质光栅的情况下，默认设置就足够了。 ~ Al3Dv9x 5 A 5t  8yDsl H d7Vp:KM •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 T%Cj#J &L •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。 ?UI W&*h} •此外，有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 8'qlg|{!~ •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。 9&Y |,&W
N7}3?wS  =;Co0Q` UA]T7r@ 过渡点列表界面 Pf?&ys6 •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 (|<+yQ,@> •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 ypemp=+(r •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。 xX{Zh;M&[  +eKLwM qkp0' f*} 过渡点列表参数 =(P $P •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 umAO&S.+M •上限（Upper Limit）必须设置为大于所需光栅周期一半的值，但在周期性结构的情况下自动设置。 { ] 0T ySDo(EI4  p15dbr1 <} c7E3Uc •必须在周期化（Periodization）选项卡中设置此界面的周期。 Ly2!(,FB. •此处，可以定义x方向和y方向的周期。 WD[jEWMV7D •在这种情况下，可以忽略内部和外部定义区域的设置，因为接口的扩展已经被周期性边界条件截断。 m MWhUr }y J,&N'p
 SdML O6- -U LgVGYKK 高级选项及信息 z?kE((Ey •同样，可以在高级设置选项卡页面上调整和研究分解结构的数据。 Qgf|obrEi6 t,0}}9%?
 ''! j:49
>zw@!1{1 正弦光栅界面 KjF8T7% •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 iyUnxqP •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 Z0'LD < •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： v^p* l0r6: - 脊的材料：基板的材料 eOXu^M>:F - 凹槽材料：光栅前面的材料 i$ hWX4L u WdKG({][  []yIz1P=j KIWHn_ : 正弦光栅界面参数 C{G=Y[?oc - 正弦光栅界面也由以下参数定义： Ad3TD L? •光栅周期 E&L ml?@ •调制深度 k.)YFKi - 可以选择设置横向移位和旋转。 $$Ibr]$5 - 由于这是光栅界面（类似于矩形和锯齿借口），因此不必选择周期。 0a@tPskV tO1k2<Z"Y&  RX^8`}N 8NE[L#k 高级选项和信息 Yb[ )ETf^ •同样，可以在高级设置选项卡中调整和研究分解结构的数据。 #hu`X6s"
K)Z~ iBRM
 Ro<5 c_k i*&b@.7N 高级选项及信息 FLkZ Z\ •如果增加层数（例如，增加2倍），则离散化变得光滑。 3|)cT 1ej 0lOan  )u]=^ 锯齿光栅界面 ~]<VEji •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 e85E+S% •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 )7P>Hj •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： ]y$/~(OW - 脊的材料：基板的材料 Q4S:/"*v8 - 凹槽材料：光栅前面的材料 )/OI zbA3# 2pSp(@ N3
 vJ 28A Z$('MQ|Ur 锯齿光栅界面参数 =dQF}-{! •锯齿光栅界面也由以下参数定义： d :cOdm>, - 光栅周期 YT)1 _>*\ - 调制深度 E\9HZ;}G •此外，闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 LRS,bl3}/ •可以选择设置横向移位和旋转。 el< [Ng[ •由于这是光栅界面（类似矩形和正弦型），因此不必选择周期。 )S#?'gt*
)`gxaT>&l  ajkpU.6E: + I*a=qjq 高级选项和信息 t)O]0)
s •同样，可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 @cx# '  W! =ur,F+ 探测器位置的注释 v=&xiw z} 关于探测器位置的注释 i`}9VaUG •在VirtualLab中，探测器默认位于基板后面的空气中。 /%{ CJ0Y •如果光栅包含在复杂的光学装置中，则必须这样做。 h *Mi/\ •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。 (58r9WhS •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）。 ICG:4n(, •可以避免这些干涉效应的不良影响。 ]'>jw# |h  ds{)p<LpT
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