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摘要 "& Ff[ O* rBS2>? 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。 -P*xyI p/4S$
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 \ bC}&Iz6 |9x%gUm 本用例展示了...... pNBa.4z: •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构，例如： Q{8qm<0g - 矩形光栅界面 !HvGlj@(| - 过渡点列表界面 OAY8,C=M - 锯齿光栅界面 8 `o{b"l+ - 正弦光栅界面 z6Fun •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 GU 5W|b S O <bDU0s{M 光栅工具箱初始化 G1p 43 •初始化 v<%]XHN - 开始 tb: 光栅 bD d_} 通用光栅光路图 /XjN% | •注意：使用特殊类型的光栅，例如： 矩形形状， TJE%
U0Ln 可直接选择特定的光路图。 H
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b~1 'G52<sF 光栅结构设置 i+U@\:= •首先，必须定义基板（基块“Base Block”）的厚度和材料。 !+5C{Hs2
 P_v0))n{ •在VirtualLab中，光栅结构在所谓的堆栈（stack）中定义。 VPdwSW[eM •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 hyM'x*
_`slkw P.
 #"| "cYi,
?VUgwP_= •例如，选择第一个界面上的堆栈。 ip<15;Z R i9Kr 堆栈编辑器 5XI;<^n2 •在堆栈编辑器(Stack Editor)中，可以从目录中添加或插入界面。 U8EJC
.e&O •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。 -*rHB&e l t&$8jh
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IkiQ Ok 矩形光栅界面 <>SR 4 sg+ZQDF{x •一种可能的界面是矩形光栅界面。 #,7eQa ica •此类界面适用于简单二元结构的配置。 "[#@;{@Gt •在此示例中，由银制成的光栅位于玻璃基板上。 bcUC4g\9N •为此，增加了一个平面界面，以便将光栅结构与基块分开。 ,LoMt ]H •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。 E"G: K`Q
@X3 gBGY)
 bE LIRM9 '.=Wk^,Ua 矩形光栅界面 X! HDj< •请注意：界面的顺序始终从基板表面开始计算。 sM #!Xl; •所选界面在视图中以红色突出显示。 )> -77 \
 m(8jSGV •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。 eo >/ •可以在光路编辑器（Light Path Editor）中更改此材质。 TP{>O%b  YgO aZqN •堆栈周期（Stack Period）允许控制整个配置的周期。 #;wkr)) •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 LDT'FwMjy •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。 IOSuaLH^ b`(yu.{Jn  P%.`c?olbs
<QYCo1_
 H iQoRk = 4BLc 矩形光栅界面参数 t-.2 +6"\ •矩形光栅界面由以下参数定义 R4&|t - 狭缝宽度（绝对或相对） Qw3a" k- - 光栅周期 V}vl2o - 调制深度 d9`3EP)n •可以选择设置横向移位和旋转。 3~cS}N T
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 z*Myokhf
H a rFo 高级选项和信息 n@G:e-m{A •在传播菜单中，有几个高级选项可用。 dH
^b)G4 •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 hEyX~f •可以设置总级次数或衰逝波级次数 Y{%4F%Oy （evanescent orders）。 UgF ) J •如果考虑金属光栅，这项功能非常实用。 ]&3s6{R •相反，在介质光栅的情况下，默认设置就足够了。 Zp/qs
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ybl;u  e8 ~62 O^ "7To c4 •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 aHBByH •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。 W
/~||s •此外，有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 O vyB<r •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}%+2
*Gk<"pEeS  9s;!iDFn gp#b Q 过渡点列表界面 <Z\MZ&{k{* •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 '0'"k2"vC •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 }Q{
=:X9 •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。 pl
jV|.?  r6O7&Me< syWv'Y[k? 过渡点列表参数 SX_kr^# •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 %4|n-`: •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。 (5f5P84x %0ll4"  |x _ -I#H /tI d#/Y •必须在周期化（Periodization）选项卡中设置此界面的周期。 ;[WSf{k •此处，可以定义x方向和y方向的周期。 sx;V,"Y •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。 'T&=$9 g7 ~aa uW ?
 q5?rp|7D c~^]jqid] 高级选项及信息 Q7 0**qm •同样，可以在高级设置选项卡页面上调整和研究分解结构的数据。 +L Qs.* ;qMnO_ E
 V urP1@e&
SU_] C+ 正弦光栅界面 ' gk81@| •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 3]:p!Y`$ •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 DWm;&RPJ •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： =u:6b} = - 脊的材料：基板的材料 'y+bx?3Z - 凹槽材料：光栅前面的材料 /VhE<} OtH ~n8*@9[  }C`}wS3i 3zA 8pI w 正弦光栅界面参数 8 ACY uN\ - 正弦光栅界面也由以下参数定义： ^H\-3 /si* •光栅周期 RAv RNd •调制深度 % L %1g - 可以选择设置横向移位和旋转。 '1 kj:Np - 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。 XoH [MJC 0w'y#U)&8  | `)V^e_ n &3iv ^ 高级选项和信息 'n>3`1E, •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。 .qqb> 7|q
RIVL 0Ig
 [F AOp@7W `:bvuc( 高级选项及信息 5uD#=/oV •如果增加层数（例如，增加2倍），则离散化变得光滑。 L?D~~Jb |`94W j<  .J1Hg 锯齿光栅界面 X#Dh k6 •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 {>U Mw>T[ •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 Vhbj.eX.) •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： giSG 6'WA - 脊的材料：基板的材料 b W C~Hv - 凹槽材料：光栅前面的材料 y
8d`}, <R`,zE@t'(
 FSYj p{z5 PG v}fEH" 锯齿光栅界面参数 Z@.ol Y •锯齿光栅界面也由以下参数定义： %)6 :eIS - 光栅周期 BJO~$/R?v - 调制深度 : AqnWy •此外，闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 g ]@R'2:1 •可以选择设置横向移位和旋转。 2=/g~rp* •由于这是光栅界面（类似矩形和正弦型），因此不必选择周期。 Kz3h]/A .
S] K6 q Y  ;qVEI/ vVAZSR# 高级选项和信息 |q!2i •同样，可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 M#lVPXS  *p#YK| 探测器位置的注释 a9@l8{)RX 关于探测器位置的注释 sNk>0 X[ •在VirtualLab中，探测器默认位于基板后面的空气中。 Y(I*%=:$ •如果光栅包含在复杂的光学装置中，则必须这样做。 J\dhi{0 •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。 WJF Ty+bD •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）。 $ Pb[ c%' •可以避免这些干涉效应的不良影响。 H'= i  .J6 j"
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