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摘要 av}Giz
]W c:9Zb 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,=sZXB sZ-A~X@g
 jH 4,- b7]MpL 本用例展示了...... QYm]&;EI •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构，例如：
/(iq^ - 矩形光栅界面 hKG)*
Q - 过渡点列表界面 M_<? <>| - 锯齿光栅界面 PRR]D Ez - 正弦光栅界面 \`FpBE_e) •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 h kifd4# `R9} .?7 光栅工具箱初始化 TS gfIE| •初始化 7GY3 _` - 开始 RDX$Wy$@L 光栅 n54}WGo>9 通用光栅光路图 _LVi}mM •注意：使用特殊类型的光栅，例如： 矩形形状， Tz PG(f 可直接选择特定的光路图。 !>n^ ;u dX720/R
 @ X$~{Vp__ xI'sprNa_1 光栅结构设置 |%V-|\GJ~j •首先，必须定义基板（基块“Base Block”）的厚度和材料。 )~u<u:N
 qs9q{n-Aj •在VirtualLab中，光栅结构在所谓的堆栈（stack）中定义。 jcC "S q L •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 W7\s=t\
^lI>&I&1
 /t4#-vz
ZxDh94w/ •例如，选择第一个界面上的堆栈。 X(YR).a~ ^]{)gk8P~2 堆栈编辑器 Eku+& f@RB •在堆栈编辑器(Stack Editor)中，可以从目录中添加或插入界面。 GL S`1! •VirtualLab的目录提供了几种类型的界面。 所有界面都可以用来定义光栅。 qHU=X"rn w &b?ze{
 3 P)N,
=!?4$vW 矩形光栅界面 h;+bHrKji x_X%| f •一种可能的界面是矩形光栅界面。 [ST,/<? 0 •此类界面适用于简单二元结构的配置。 KKFV+bK) •在此示例中，由银制成的光栅位于玻璃基板上。 [M;B
9-2$ •为此，增加了一个平面界面，以便将光栅结构与基块分开。 5s /fBS •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。 )0 tq&
h)~i ?bq!/
 }$5e!t_K @v:p)|Ne; 矩形光栅界面
zfm-v U •请注意：界面的顺序始终从基板表面开始计算。 hFLLg|@ •所选界面在视图中以红色突出显示。 Ig.9:v `
 )<>1Q{j@ •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。 qs U ob •可以在光路编辑器（Light Path Editor）中更改此材质。 v\#1&</qd^  pS) &d4i •堆栈周期（Stack Period）允许控制整个配置的周期。 9p ehQFfH •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 @i9eH8lT •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。 0v "h / r;~2NxMF/  &3_S+.JO
V 5
 fxcCz 5 A4|L;z/A[h 矩形光栅界面参数 )W0zu\fL = •矩形光栅界面由以下参数定义 W["c3c - 狭缝宽度（绝对或相对） 0|L%)'F - 光栅周期 Iu=n $H - 调制深度 Ln3<r&&Jz •可以选择设置横向移位和旋转。 Wh7}G
8s@k0T<O
 2Jl$/W 3
IT5a/;J 高级选项和信息 v;_k*y[VV$ •在传播菜单中，有几个高级选项可用。 BT3X7Cx •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 6M) 4v{F •可以设置总级次数或衰逝波级次数 k O8W> （evanescent orders）。 =]Vrl -a`^ •如果考虑金属光栅，这项功能非常实用。 9Z_!}eY2mc •相反，在介质光栅的情况下，默认设置就足够了。 j 56Dt_ \-F
F[:|J  ]y52%RAKI Xb'UsQ •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 tAxS1<T4 •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。 6.0/asN} •此外，有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 A2xfNY< •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。 7c7:B2Lq
K[G =J  U 5f<4I '{ I YANVT 过渡点列表界面 08pG)_L •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 +Vsd%AnN"l •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 p> #QFd"m •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。 ?yq $
>Qba  "n
Zh u k ]
1:pnd 过渡点列表参数 !}$,) ~<+H •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 +|OrV' •上限（Upper Limit）必须设置为大于所需光栅周期一半的值，但在周期性结构的情况下自动设置。 jy kY8;4 3R|C$+Sc  *(pmFEc Oj`I=O6 •必须在周期化（Periodization）选项卡中设置此界面的周期。 ^CtA@4 •此处，可以定义x方向和y方向的周期。 EWX!:BKf •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%B )c"m:3D@
 zK@DQ5 m@ 2;9 高级选项及信息 d0"Xlle ld •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。 Jd0I!L *|F
;An.N^
 {;0+N -U
]!=,8dY 正弦光栅界面 nxZ[E.-\ •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 M NzWTn@ •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 lgL|[ik` •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： Ki_8g - 脊的材料：基板的材料 6k% Lc4W - 凹槽材料：光栅前面的材料 l^,"^ vz j1 Q "s(  p\&Lbuzv O,+ZD^ 正弦光栅界面参数 3 %'Y): - 正弦光栅界面也由以下参数定义： b+rn:R •光栅周期 [ {|868 •调制深度 F]4JemSjK - 可以选择设置横向移位和旋转。 k:JlC(^h - 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。 'U8% ! 7B"*< %<  S~+er{,ht4 wm<` 0} 高级选项和信息 s;[ OR •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。 y {PUkl q
c@xQ2&i
 -ghmLMS%t v.~uJ.T 高级选项及信息 Z<2j# rd •如果增加层数（例如，增加2倍），则离散化变得光滑。 %0< -5&GE E#L"*vh  E/6@>.T?' 锯齿光栅界面 *=p[;V •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 h jCkj(b •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 OlwORtWzZ •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： |'R^\M Q - 脊的材料：基板的材料 (*CGZDg - 凹槽材料：光栅前面的材料 (>
{CwtH][ <PayP3E
 e~+VN4D&b> .e,(}_[[< 锯齿光栅界面参数 k-`5T mW •锯齿光栅界面也由以下参数定义： G+$A|'<`z - 光栅周期 R;{y]1u - 调制深度 9AGf4tu y •此外，闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 7 z#Xf •可以选择设置横向移位和旋转。 I5$ @1+B •由于这是光栅界面（类似矩形和正弦型），因此不必选择周期。 :{YOJDtR
ox2?d< dC6  = %\y E0# >>nt3q 高级选项和信息 "")I1 iO
g •同样，可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 D_W,Jmet  V:wx@9m) 探测器位置的注释 NdlJdq 关于探测器位置的注释 k^vsQ'TD •在VirtualLab中，探测器默认位于基板后面的空气中。 T,sArKBI •如果光栅包含在复杂的光学装置中，则必须这样做。 iO 9fg •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。 4%]wd}'#Un •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）。 -ST[!W V •可以避免这些干涉效应的不良影响。 oOU? 6nq  lg(*:To3B
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