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摘要 U#v??Sl VIo %(( 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。 M|e
Qds =VkbymIZ4y
 XYD}OddO $Oa} U3 本用例展示了...... HpI[Af} l •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构，例如： (hTe53d<S? - 矩形光栅界面 Y2i:ZP - 过渡点列表界面 aML?$_6 - 锯齿光栅界面 >
t *+FcD - 正弦光栅界面 X)iQ){21 V •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 yRa B\' A$ G>D3 光栅工具箱初始化 ffo{ 4er •初始化 E.kGBA;a? - 开始 TqK`X#Zq 光栅 O)|{B>2r 通用光栅光路图 +5( #~ •注意：使用特殊类型的光栅，例如： 矩形形状， (Nd5VuI 可直接选择特定的光路图。 L{xCsJ3d [>xwwm
 ?.#?h>MS{s ] dB6-- 光栅结构设置 U1<EAGo| •首先，必须定义基板（基块“Base Block”）的厚度和材料。 > x0"gh
 -AcLh0p c •在VirtualLab中，光栅结构在所谓的堆栈（stack）中定义。 S0C
7'H%?# •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 fvKb0cIx]
k4te [6)
 6jFc'
6?n AO •例如，选择第一个界面上的堆栈。 #|76dU D{YAEG 堆栈编辑器 o|lEF+ •在堆栈编辑器(Stack Editor)中，可以从目录中添加或插入界面。 s-]k 7a 2V •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。 3uO#/EbS BE/#=$wPjM
 [xiZkV([
U%3d_" {; 矩形光栅界面 :eqDE mr> k4iu`m@^H •一种可能的界面是矩形光栅界面。 lNuZg9h •此类界面适用于简单二元结构的配置。 C=L_@{^Rgb •在此示例中，由银制成的光栅位于玻璃基板上。 p$^}g: •为此，增加了一个平面界面，以便将光栅结构与基块分开。 1qXqQA •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。 T-x1jC!B'
?CKINN
 7g1" s1~or F/z$jj) 矩形光栅界面 \ } ,=" •请注意：界面的顺序始终从基板表面开始计算。 '6Dt@^-PZ •所选界面在视图中以红色突出显示。 v2R41*z,
 HlEp
Dph% •此外，此处无法定义光栅前方的介质（指最后一个接界面后面的介质）。 它自动取自光栅元件前面的材料。 sU"D%G •可以在光路编辑器（Light Path Editor）中更改此材质。 6@ k Kr  ],vUW#6$N •堆栈周期（Stack Period）允许控制整个配置的周期。 o, e y. •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 FT '_{e!M •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。 :|/bEP]p/ Cw1Jl5OVZ  c(jF^
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*gRg--PY%
 Erz{{kf]1V vUD,%@k9 矩形光栅界面参数 3In`
!@ EJ •矩形光栅界面由以下参数定义 [v$_BS#u^3 - 狭缝宽度（绝对或相对） .U|e#t - 光栅周期 '^p A%I2D - 调制深度 |/K+tH •可以选择设置横向移位和旋转。 oK1"8k|Z
- '& 4No
 ;!U`GN,tH
'~i;g.n=}- 高级选项和信息 5HP6o •在传播菜单中，有几个高级选项可用。 ;n?72&h
•传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 It,m %5
Py •可以设置总级次数或衰逝波级次数 -N`j` zb| （evanescent orders）。 B EM_y:# •如果考虑金属光栅，这项功能非常实用。 sXm8KV •相反，在介质光栅的情况下，默认设置就足够了。 (,$ H!qKy D )z'FOaI  Am 3^3> O8+e: K[D •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 [OJ@{{U% •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。 ^)=c74;; •此外，有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 \z!*)v/{- •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。 A[L+w9
%jEdgD%xV  S^|Uz c 5P_%Vp`B2 过渡点列表界面 O)C
y4[ •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 a x 1 •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 Di{T3~fqU •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。 \.p{~ Hv  "orZje9AC F[/Bp>P7 过渡点列表参数 l{wHu(1 •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 hPtSY'_@_ •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。 kOR5'rh dA-ik  R?3^Kx krw Y_$q •必须在周期化（Periodization）选项卡中设置此界面的周期。 c]jK
Y< •此处，可以定义x方向和y方向的周期。 ~5$V8yfx 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。 yv| |:wZC h,B ]5Of
 Z\8TpwD2 + jD?h-] 高级选项及信息 _U)BOE0o •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。 m}w~ d / :NJb<% $
 Gy0zh|me
vwQY_J8 正弦光栅界面 A2 r 1%}{ •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 |0 YDCMq( •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 J =o,: 3" •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： g/ONr,l`- - 脊的材料：基板的材料 +^$FA4<~ - 凹槽材料：光栅前面的材料 E>~DlL% 4L# q?]$  p]=a:kd4J i6 w LM-.) 正弦光栅界面参数 I$sJ8\|gw' - 正弦光栅界面也由以下参数定义： 1z NH[
•光栅周期 Unev[! •调制深度 0-#SvTf>;: - 可以选择设置横向移位和旋转。 G]5m@;~l5 - 由于这是光栅界面（类似于矩形和锯齿借口），因此不必选择周期。 xZAc~~9tD K(RG:e~R0i  [*zB
vj}G A-<\?13uW 高级选项和信息 v-2_ # •同样，可以在高级设置选项卡中调整和研究分解结构的数据。 TR 3_!0
KK" uSC
 V 9Bi2\s* S'T&`"Mr 高级选项及信息 uP bvN[~t •如果增加层数（例如，增加2倍），则离散化变得光滑。 >mRA|0$ ^qXc%hj g  NT?Gl( 锯齿光栅界面 *BzqAi0 •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 >?K@zsv} •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 d5&avL\ •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： zs!,PQF( - 脊的材料：基板的材料 R,[ dEP - 凹槽材料：光栅前面的材料 yHL 2 ! &~ oBJar
 6|gC##T F?Cx"JYix 锯齿光栅界面参数 ]pi"M 3f_ •锯齿光栅界面也由以下参数定义： ?)<DEu:Y - 光栅周期 n Dx}6}5) - 调制深度 $ )q?z.U •此外，闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 V+My]9ki •可以选择设置横向移位和旋转。 MKIX(r( | •由于这是光栅界面（类似矩形和正弦型），因此不必选择周期。 dH"wYMNL
mX ))*e4k  -[A4B) qP? V{N 高级选项和信息 q_PxmPE@3v •同样，可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 vd`;(4i#X  ${\iHg[vZ 探测器位置的注释 SYkLia( Ty 关于探测器位置的注释 sd|5oz ) •在VirtualLab中，探测器默认位于基板后面的空气中。 Y?G9d6]Lk6 •如果光栅包含在复杂的光学装置中，则必须这样做。 ? pq#|PI) •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。 5, •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）。 /KD KA) •可以避免这些干涉效应的不良影响。 {RFpTh7f:  $g? ]9}p
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