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摘要 W]4Gs; ??CtmH 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。 l+*^P'0u !gWV4vC
 fj[B,ua x%jJvwb^| 本用例展示了...... \8'fy\ •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构，例如： NgaX&m` - 矩形光栅界面 _iO,GT=J- - 过渡点列表界面 Mp:t cy,* - 锯齿光栅界面 .Qn54tS0q - 正弦光栅界面 ,q] W i # •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 .>Gq/[c0| KLGhsx35 光栅工具箱初始化 .#2YJ~ •初始化 > t<FG2 - 开始 j{C+`~O 光栅 jV;&*4if 通用光栅光路图 HcXyU/>D •注意：使用特殊类型的光栅，例如： 矩形形状， 82WXgB> 可直接选择特定的光路图。 q.`+d[Q 2 n\Uh5P1W"
 uHkL$}C
yS _,lS 光栅结构设置 CLg; •首先，必须定义基板（基块“Base Block”）的厚度和材料。 ++W_4 B!
 }eX zs_ •在VirtualLab中，光栅结构在所谓的堆栈（stack）中定义。 {.GC7dx •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 5 P9hm[
E5w. w x
 ,^3eMn
s? @{ •例如，选择第一个界面上的堆栈。 N|EH`eu^i dq%7A=- 堆栈编辑器 [ Lt1OdGl •在堆栈编辑器(Stack Editor)中，可以从目录中添加或插入界面。 C\Qor3]; •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。 *z!!zRh3x qsk8 #
 @%q0fj8b
,F`:4=H % 矩形光栅界面 R?a)2jl 8zS't2
u •一种可能的界面是矩形光栅界面。 Yv\.QrxPm •此类界面适用于简单二元结构的配置。 h?jy'>T?b2 •在此示例中，由银制成的光栅位于玻璃基板上。 WX&Man!f •为此，增加了一个平面界面，以便将光栅结构与基块分开。 3P-qLbJ •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。 !2s<
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R UC
V!L
 eN fo8xUG jbcJ\2 矩形光栅界面 55 )!cw4 •请注意：界面的顺序始终从基板表面开始计算。 $m] ~d6 •所选界面在视图中以红色突出显示。 {|c
< 8
 R ,-y •此外，此处无法定义光栅前方的介质（指最后一个接界面后面的介质）。 它自动取自光栅元件前面的材料。 Mt (wy%{zK •可以在光路编辑器（Light Path Editor）中更改此材质。 ^B8%Re %  /.l8Jb4 •堆栈周期（Stack Period）允许控制整个配置的周期。 xWWfts1t •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 O?/\hZ"&c •如果是简单的光栅结构，建议选择“取决于界面周期”（Dependent from Period of Interface）选项，并选择适当的周期性界面索引。 /bv ` _ > -(V]knIF  Me;@/;c(
:uy8$g*;TE
 >H?l[*9 Sh( 矩形光栅界面参数 u;18s-NY •矩形光栅界面由以下参数定义 ;|Id g"2 - 狭缝宽度（绝对或相对） [0U!Y/?6lA - 光栅周期 M/C7<?& - 调制深度 xq+$Q:f •可以选择设置横向移位和旋转。 hG . >>
0|E!e
 `VX]vumG
/_ }xTP"9 高级选项和信息 0l#gS; •在传播菜单中，有几个高级选项可用。 R`q*a_ •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 ":EfR`A# •可以设置总级次数或衰逝波级次数 2mN>7Tj: （evanescent orders）。 Cg<:C?>!p •如果考虑金属光栅，这项功能非常实用。 Mk9' •相反，在介质光栅的情况下，默认设置就足够了。 Y+ 75}]B dmI,+h HtL  JYB"\VV N+%E=D> •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 ~?4'{H c' •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。 >Vz Gx(7q •此外，有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 $BKGPGmh •分解预览(Decomposition Preview)按钮提供用于FMM计算的结构数据的描述。 折射率由色标表示。 T8+A`z=tSb
^vmT=f;TM  i lk\&J~I awLN>KI]</ 过渡点列表界面 v J9U w •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 ~&B{"d •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 T;K,.a8bU •同样，平面界面用于将光栅材料或介质与其中一个基板分离。 +X6x CE  M7!>-P qXPjxTg{[ 过渡点列表参数 >ly`1t1 •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 T^.;yU_B? •上限（Upper Limit）必须设置为大于所需光栅周期一半的值，但在周期性结构的情况下自动设置。
J4 [7*v O Z< iP  }Pd S?[R Nr)v!z~y
•必须在周期化（Periodization）选项卡中设置此界面的周期。 Sn=|Q4ZN •此处，可以定义x方向和y方向的周期。 H1 X3 8 •在这种情况下，可以忽略内部和外部定义区域的设置，因为接口的扩展已经被周期性边界条件截断。 ?;Dh^mc _|qJ)g D[
 .O! JI"? &TYTeJ] 高级选项及信息 2>BWu •同样，可以在高级设置选项卡页面上调整和研究分解结构的数据。 >a7'_n_o ~?i;~S
 LdxrS5
&1) 4B 正弦光栅界面 a_Y*pO u •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 R!IODXP= •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。
x~p8Mcv •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： ({JXv - 脊的材料：基板的材料 |hms'n0 - 凹槽材料：光栅前面的材料 0gdFXh$!e NFq&a i  MTJ ."e<B iIWz\FM 正弦光栅界面参数 8q9HQ4dsL - 正弦光栅界面也由以下参数定义： \; ! oG •光栅周期 %xZYIY Kf •调制深度 3db ,6R - 可以选择设置横向移位和旋转。 Y+5 nn - 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。 `k b]tf 2Zt :]be  qW*JB4`?a x Vk|6vA7 高级选项和信息 wBz?OnD/D •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。 XFpII4 5
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 !$ &k@#v: u!I Es 高级选项及信息 +>3XJlZV •如果增加层数（例如，增加2倍），则离散化变得光滑。 &)`xl Iw} 7u[U %yd  Y_m/? [: 锯齿光栅界面 wh4ik`S 1 •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 48;6C g •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 $:IOoS|e •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： ^Ud1 ag!- - 脊的材料：基板的材料 `o~ dQb/k+ - 凹槽材料：光栅前面的材料 zbQ-l1E -*xm<R],
 7|4t;F! E"d \N-I 锯齿光栅界面参数 ~aKM+KmtPH •锯齿光栅界面也由以下参数定义： )~/;Xl#b- - 光栅周期 i rj{Or^k - 调制深度 e$H N/O •此外，闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 6mcxp+lm| •可以选择设置横向移位和旋转。 W/03L, 1 •由于这是光栅界面（类似矩形和正弦型），因此不必选择周期。 =! }n .
h'*>\eC6  1aEM&=h _W b[5$$_[ 高级选项和信息 cp D=9k!*K •同样，可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 P<<?7_ ??  oU/CXz?H 探测器位置的注释 ] 2O52r 关于探测器位置的注释 A4 ;EtW+F •在VirtualLab中，探测器默认位于基板后面的空气中。 `PML 4P[ •如果光栅包含在复杂的光学装置中，则必须这样做。 tA#7Xr+ •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。 I *,!zym •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）。 j7L uN •可以避免这些干涉效应的不良影响。 .Up\ 0|b  [[uKakp
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