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摘要 HAa; hb A*\.NT M 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。 h'{ C[d -Fe?R*-g
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sY($ & ' d9INz. 本用例展示了...... /V'A%2Cl=T •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构，例如： tVN - 矩形光栅界面 dl.p\t(1 - 过渡点列表界面 fumm<:<CLO - 锯齿光栅界面 fb e[@#: - 正弦光栅界面 J| w>a •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 Tw-;7A e GBPo8L" 9 光栅工具箱初始化 1G^`-ri 6 •初始化 asppRL|| - 开始 Li4zTR|U 光栅 X aMJDa|M 通用光栅光路图 ;~m8;8) •注意：使用特殊类型的光栅，例如： 矩形形状， k5'Vy8q 可直接选择特定的光路图。 w9EOC$|Y 0Qf,@^zL*
 u0 `S5? ?67Y -\} 光栅结构设置 !$gR{XH$] •首先，必须定义基板（基块“Base Block”）的厚度和材料。 wfLaRP
 #L h;CSS •在VirtualLab中，光栅结构在所谓的堆栈（stack）中定义。 9y"@( •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 -lY6|79bF
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0s •例如，选择第一个界面上的堆栈。 rlOAo`hd B|C2l u 堆栈编辑器 _@
qjV~%Sy •在堆栈编辑器(Stack Editor)中，可以从目录中添加或插入界面。 Or Y/`+Cog •VirtualLab的目录提供了几种类型的界面。 所有界面都可以用来定义光栅。 52Z2]T
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:(P9m t 矩形光栅界面 ,i s3&9 6d<r= C= •一种可能的界面是矩形光栅界面。 #A JDWelD •此类界面适用于简单二元结构的配置。 f<d`B]$( •在此示例中，由银制成的光栅位于玻璃基板上。 8Fz#A.%P •为此，增加了一个平面界面，以便将光栅结构与基块分开。 .ypL=~Rp •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。 ^Bik V
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 z!ZtzD]cb -b9\=U[ 矩形光栅界面 )Q&(f/LT •请注意：界面的顺序始终从基板表面开始计算。 |4;Fd9q^m •所选界面在视图中以红色突出显示。
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 ) j#`r/ •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。 `ts$(u.w •可以在光路编辑器（Light Path Editor）中更改此材质。 k<CJ{u0<  |6sp/38#p •堆栈周期（Stack Period）允许控制整个配置的周期。 >*
f-Wde •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 Tztu}t]N •如果是简单的光栅结构，建议选择“取决于界面周期”（Dependent from Period of Interface）选项，并选择适当的周期性界面索引。 U)] oO -P$PAg5"2  @zW]2 c
N2^=E1|_
 'T*&'RQr _7Ju 矩形光栅界面参数 dd %6t •矩形光栅界面由以下参数定义 e5ZX - 狭缝宽度（绝对或相对） z% ?+AM)P - 光栅周期 X:"i4i[}{9 - 调制深度 ?Jm^< •可以选择设置横向移位和旋转。 v!~fs)cdE|
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 iy.p n
EU/C@B2*Dl 高级选项和信息 ? =Z? 6fw •在传播菜单中，有几个高级选项可用。 HmGWht6R •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 Uiw2oi&_ •可以设置总级次数或衰逝波级次数 K<3A1'_ （evanescent orders）。 t\ dN DS •如果考虑金属光栅，这项功能非常实用。 @Md/Q~> •相反，在介质光栅的情况下，默认设置就足够了。 w3Res Q ~g]Vw4pv  e'NJnPO T4U ev*A •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 _`j 7clEz •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+$/v# •此外，有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 *w`sM%]Rq •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。 sUO`u qZV
| tH4:%Q'  ? (1 y 76{ G'}B 过渡点列表界面 tCH!m y_ •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 3qC}0CP* •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 ~Fcm[eo C •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。 $t[FH&c(  >1Ibc=}g l_d5oAh
过渡点列表参数 kS);xA8s] •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 K\Wk oi5 •上限（Upper Limit）必须设置为大于所需光栅周期一半的值，但在周期性结构的情况下自动设置。 "%w u2%i pz}.9 yI8  k1~&x$G 'rkdZ=x{ •必须在周期化（Periodization）选项卡中设置此界面的周期。 CY5Z{qiX •此处，可以定义x方向和y方向的周期。 =&]g "a' •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。 ""G'rN_=Bi -uG +BraI
 x|Bf-kc[#Q FDs>m
#e 高级选项及信息 sY&IquK^ •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。 i-_mTY&M +7.',@8_V
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Xl#ggub? 正弦光栅界面 +'HqgSPyb •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 AQvudx)@" •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 k="i;! G e •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： F^;e z/Gl - 脊的材料：基板的材料 |u<7?)mp - 凹槽材料：光栅前面的材料 ^6V[=! & H ;*Et[}3  LU%E:i| Bj;'qB>3 正弦光栅界面参数 L#sMSVC+ - 正弦光栅界面也由以下参数定义： qo bc<- •光栅周期 1>h]{%I •调制深度 <\^8fn - 可以选择设置横向移位和旋转。 ]{@-HTt - 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。 %P|/A+Mg" 3 F2w-+L  bWU' cw YN F k 高级选项和信息 !pX>!&sb •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。 on `3&0,.
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 ;HO= E ~<JC"] 高级选项及信息 &Ok):` •如果增加层数（例如，增加2倍），则离散化变得光滑。 8<Av@9 *} -FaJ^CN~  /*mI<[xb 锯齿光栅界面 E:nF$#<'N •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 s.C_Zf~3 •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 .a Q \jA •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： 8{sGN CvU - 脊的材料：基板的材料 t'ql[ - 凹槽材料：光栅前面的材料 @\#td5' %7+qnH*;r
 cV F "!. (*iHf"=\ 锯齿光栅界面参数 `b$.%S8uj= •锯齿光栅界面也由以下参数定义： N<} 5A% - 光栅周期 MQ8J<A Pf- - 调制深度 ud('0 r',D •此外，闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 S<Xf>-8w •可以选择设置横向移位和旋转。 }pkzH'$HJ •由于这是光栅界面（类似矩形和正弦型），因此不必选择周期。 ( a#BV}=
&F~T-i>X  $=4QO ^ [@ , 高级选项和信息 zTU0HR3A •同样，可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 <Q3c[ Y  D*d]aC 探测器位置的注释 Q\Vgl(;lX 关于探测器位置的注释 oUlVI*~ND •在VirtualLab中，探测器默认位于基板后面的空气中。 |yPu!pf l •如果光栅包含在复杂的光学装置中，则必须这样做。 sfl<qD+? •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。 xJ .M;SF4 •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）。 S?2>Er •可以避免这些干涉效应的不良影响。 6Z"X}L,*  ,z=LY5_z)
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