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摘要 Go-wAJ> 4}+xeGA$ 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。 O >nK ,. /tG 5!l
 *Yj~]E0`1 1]_?$)$ T 本用例展示了...... /3OC7!~;fM •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构，例如： yI3Q |731) - 矩形光栅界面 5 ?Uo&e - 过渡点列表界面 7U&5^s
)J - 锯齿光栅界面 &$<(D0 - 正弦光栅界面 U~oBNsU" •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 YR?3 61FK 6 #-6Bh)>4 光栅工具箱初始化 O ~$ {&( •初始化 :a# F - 开始 *~"zV`*Q 光栅 c!tvG*{ 通用光栅光路图 \m(ymp<c` •注意：使用特殊类型的光栅，例如： 矩形形状， i/ 5 y^
可直接选择特定的光路图。 ay=KfY5 V V?]U$
 7fap* /_ $~rW 光栅结构设置 6e -#XCR{ •首先，必须定义基板（基块“Base Block”）的厚度和材料。 <sgZ3*, A
 9B qQ^`bu •在VirtualLab中，光栅结构在所谓的堆栈（stack）中定义。 "}0)YRz% •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 \Y51KB\
<P|`7wfxE
 ;[FW!
[u/zrpTk •例如，选择第一个界面上的堆栈。 t9?R/:B% =$^Wkau 堆栈编辑器 CWE Ejl •在堆栈编辑器(Stack Editor)中，可以从目录中添加或插入界面。 Aqa6R+c •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。 A)hq0FPp C$$"{FfgU"
 ,:v.L}+Z
0 $n8b/%. 矩形光栅界面 ATKYjhc _ 9=Y,["br$_ •一种可能的界面是矩形光栅界面。 (:_%kmu •此类界面适用于简单二元结构的配置。 jHs<s` #h •在此示例中，由银制成的光栅位于玻璃基板上。 B.]qrS| •为此，增加了一个平面界面，以便将光栅结构与基块分开。 Py|H?
, 6= •在堆栈编辑器的视图中，根据折射率（黑暗表示更高），其他颜色表示不同的材料。 Q
mb[ e>
Ui J^~rn
 2>!_B\%) H ExN j|* 矩形光栅界面 l84h%, •请注意：界面的顺序始终从基板表面开始计算。 h g%@ W •所选界面在视图中以红色突出显示。 E9yFREvQc
 EO4 " Z@ji •此外，此处无法定义光栅前方的介质（指最后一个接界面后面的介质）。 它自动取自光栅元件前面的材料。 Z_iAn TT •可以在光路编辑器（Light Path Editor）中更改此材质。 :SpG&\+  *]{9 K •堆栈周期（Stack Period）允许控制整个配置的周期。 d%}crM-KTL •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 DePV, . •如果是简单的光栅结构，建议选择“取决于界面周期”（Dependent from Period of Interface）选项，并选择适当的周期性界面索引。 JIyBhFI !Z#_X@NFc  P`\ m9"7
qR [}EX&3
 fOqS|1rC %k/
k]: s 矩形光栅界面参数 O, bfdc[g4 •矩形光栅界面由以下参数定义 1$='`@8I - 狭缝宽度（绝对或相对） j[$B\H - 光栅周期 Z:\;R{D - 调制深度 ^>,< * p •可以选择设置横向移位和旋转。 Nb ^zkg
F|]o9&/< ]
 #,f}lV,&
o9U0kI=W 高级选项和信息 naec"Kut •在传播菜单中，有几个高级选项可用。 JLy)}8I •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 "C$!mdr7 •可以设置总级次数或衰逝波级次数 1R5\GKF6o （evanescent orders）。 &+E'1h10 •如果考虑金属光栅，这项功能非常实用。 f_i"/xC-/ •相反，在介质光栅的情况下，默认设置就足够了。 BiHiVhD_ 4
|:Q1  "!%w9 4i+PiD:H •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 }@ O| RkY •层分解(Layer Decomposition)和过渡点分解(Transition Point Decomposition)设置可用于调整结构的离散化。 默认设置适用于几乎所有光栅结构。 0[Xt,~ •此外，有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 L|]w3}ZT@ •分解预览(Decomposition Preview)按钮提供用于FMM计算的结构数据的描述。 折射率由色标表示。 |d/x~t=
,? 0-=o  V e$5w}a4 }}sRTW 过渡点列表界面 Dyouk+08x •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 , 6EZb[;g^ •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 E< zT •同样，平面界面用于将光栅材料或介质与其中一个基板分离。 3PvZ_!G  e' / 5UrXVdP 过渡点列表参数 C>w9
{h •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 X] JpS •上限（Upper Limit）必须设置为大于所需光栅周期一半的值，但在周期性结构的情况下自动设置。 +!L_E6pyXE ADLa.{  ;+r ) j"W p0[,$$p M •必须在周期化（Periodization）选项卡中设置此界面的周期。 )}k?r5g •此处，可以定义x方向和y方向的周期。 =M/ UHOY •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。 =BqaGXr !OuTXa,I H
 lJ2|jFY9 eZR8<Z % 高级选项及信息 fcE/ •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。 68'-1} we:5gK &
 #czyr@
UALg!M# 正弦光栅界面 fncwe ' ;? •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 T}w*K[z
$ •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 CD8J Y iJ •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： JL.yd H79 - 脊的材料：基板的材料 "x:)$@ - 凹槽材料：光栅前面的材料 -KIVnV=&m j^aQ>(t(9  U>L=.\\| 48 ~m=mI 正弦光栅界面参数 L6rs9su=7 - 正弦光栅界面也由以下参数定义： k[r./xEv+t •光栅周期 ^O$[Y9~*
•调制深度 ~P]HG;$?n - 可以选择设置横向移位和旋转。 shDt&_n - 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。 I7G\X#,iz ohc/.5Kl  wCq)w=, d5sGkR` ( 高级选项和信息 !0. 5 •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。 ?(,5eg
$@u^Jt, ?
 5& rCNi*\ VH7iH|eW 高级选项及信息
cT>z •如果增加层数（例如，增加2倍），则离散化变得光滑。 /K1 $_ ?) ,xZ1"  +4:+qGAJ{ 锯齿光栅界面 M[
~2,M&H •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 6t7;}t]t •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 B
GEJiLH •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： G7_"^r%c9; - 脊的材料：基板的材料 [#Nx> R Y - 凹槽材料：光栅前面的材料 MR)KLM0 : S+U}Sm[
 ,I2re G L>5!3b=b 锯齿光栅界面参数 M;p q2$ •锯齿光栅界面也由以下参数定义： %B {D - 光栅周期 Z TBFV/{ - 调制深度 ^zWO[$n}tP •此外，闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 7ck0S+N'b •可以选择设置横向移位和旋转。 qs
c-e,rl •由于这是光栅界面（类似矩形和正弦型），因此不必选择周期。 >h!. Gj
#Rm=Em}d  Q 5Ghki ,5<`+w#a 高级选项和信息 Eps\iykB •同样，可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 }_kI>  602eLV) 探测器位置的注释 MY<!\4/ 关于探测器位置的注释 3R=3\; •在VirtualLab中，探测器默认位于基板后面的空气中。 P"PeL B9K •如果光栅包含在复杂的光学装置中，则必须这样做。 S4:\`Lo-; •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。 eR*
]<0= •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）。 #g`cih=QL •可以避免这些干涉效应的不良影响。 PcSoG\- G<  f\F_?s)_y
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