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摘要 H }</a%y @Je{ ;1 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。 Ed_A#@V OC"W=[Myl
 "mHSbG jJ|O]v$N 本用例展示了...... .i@e6JE~; •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构，例如： Be0P[v - 矩形光栅界面 /':kJOk<[ - 过渡点列表界面 I9k o*f - 锯齿光栅界面 GP`_R - 正弦光栅界面 #Z (B4YO •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 :);GeZ *.W ![%Be 光栅工具箱初始化 ;]vE" M x$ •初始化 hZc$`V=R - 开始 8(5}Jo + 光栅 lE$X9yIt 通用光栅光路图 %'k^aq FL •注意：使用特殊类型的光栅，例如： 矩形形状， <Cn-MOoM 可直接选择特定的光路图。 ewY+a , t hPD2/M
 RzFv ``g c o@Q 光栅结构设置
z.P)
:Er •首先，必须定义基板（基块“Base Block”）的厚度和材料。 `?91Cw =`
 ] 6M- s •在VirtualLab中，光栅结构在所谓的堆栈（stack）中定义。 1r|'n aiZ •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 $WrDZU 2z
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 iS=} | 8"
97'* Xq •例如，选择第一个界面上的堆栈。 /<
h~d $(.[b][S 堆栈编辑器 hSo\ •在堆栈编辑器(Stack Editor)中，可以从目录中添加或插入界面。 G W|~sE + •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。 <gQw4 N1+%[Uh9)
 9.D'!
K7 U` 矩形光栅界面 8L6! CP_! *siS4 RX2 •一种可能的界面是矩形光栅界面。 :74)n bS •此类界面适用于简单二元结构的配置。 kImS'i{A •在此示例中，由银制成的光栅位于玻璃基板上。 *|a_(bQ4@ •为此，增加了一个平面界面，以便将光栅结构与基块分开。 Mm+_> •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。 .)ZK42Qd
$IUT5Gia`
 >Vn;1 |w %Nzg~ZPbmT 矩形光栅界面 b P4R •请注意：界面的顺序始终从基板表面开始计算。 aXhgzI5] •所选界面在视图中以红色突出显示。 j#Bea ,
 ^e8~eL+ •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。 9JJ(KY •可以在光路编辑器（Light Path Editor）中更改此材质。 89k9#i X  '
DCrSa> •堆栈周期（Stack Period）允许控制整个配置的周期。 m9a(f >C •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 A +e
={-* •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。 E[)`+:G] q} U^H  B XnSkT7
g3Xq@RAJ c
 v<HhB.t. VSL6tQp 矩形光栅界面参数 D42Bm&JocO •矩形光栅界面由以下参数定义 a=.A /;|0* - 狭缝宽度（绝对或相对） fnN "a Z - 光栅周期 =*~]lz__M - 调制深度 )F8G q, •可以选择设置横向移位和旋转。 $NWXn,Y'
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 TG=) KS
F)z] QJOw 高级选项和信息 W}5 0E.\# •在传播菜单中，有几个高级选项可用。 Rjqeuyj:
•传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 c0sU1:e0 •可以设置总级次数或衰逝波级次数 #tRLvOR: （evanescent orders）。 UpF,e >s •如果考虑金属光栅，这项功能非常实用。 ' jf$3 •相反，在介质光栅的情况下，默认设置就足够了。 J 'G 6 Z7 RLu y;z  $8kc1Q A36 dj •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 ps\A\aggML •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。 -R?~Yysd7K •此外，有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 $Y5R ^Y •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。
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Yk.N  a^ hDxeG F4xYfbwY"] 过渡点列表界面 R4.$9_ ui •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 'vq-~y5^# •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 6",S$3q •同样，平面界面用于将光栅材料或介质与其中一个基板分离。 sOhQu>gN  {*Ry T.J &U^6N+l9 过渡点列表参数 u 0( H! •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 oKLL~X>!U •上限（Upper Limit）必须设置为大于所需光栅周期一半的值，但在周期性结构的情况下自动设置。 ]vo&NE 52
? TLID  ~Gx"gK0 ..`J-k •必须在周期化（Periodization）选项卡中设置此界面的周期。 (RW02%`jjy •此处，可以定义x方向和y方向的周期。 ; m`k#J? •在这种情况下，可以忽略内部和外部定义区域的设置，因为接口的扩展已经被周期性边界条件截断。 D[yOF J~p) Cbv$O o*
 vP z$jeA :Q@=;P2 高级选项及信息 3WZdP[o! •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。 $$ma1.t" =+HMPV6yg7
 e"Kg/*Ji1
O~ s v^ 正弦光栅界面 G;#-CT •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 @0H}U$l •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 dF$a52LS •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： yxP(| - 脊的材料：基板的材料 lf3QMr+ - 凹槽材料：光栅前面的材料 )!M %clm. p B* 8D  > ={?H?C ; ;#28nV 正弦光栅界面参数 {=};<;_F - 正弦光栅界面也由以下参数定义： 8@ y@} •光栅周期 /Z`("X?_Kf •调制深度 ?"-% >y@w - 可以选择设置横向移位和旋转。 ,kS3Ioj - 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。 U\dq
Mp#Wy YL*yiZ9  o,}`4_N|| <\40?*2 高级选项和信息 I.#V/{J •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。 AT*J '37
LE$_qX`L
 ^~\c x75D *q** ,_?; 高级选项及信息 h r9rI •如果增加层数（例如，增加2倍），则离散化变得光滑。 a
k&G=a6^ cXP*?N4C f  6xI9 %YDy 锯齿光栅界面 MtWzGE=? •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 Z{&dzc •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 ^ I2+$ •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： =SMI,p& - 脊的材料：基板的材料 JAEn
72 - 凹槽材料：光栅前面的材料 7tbM~+<0 v',%
 'VVEd[ "` WcE/( 锯齿光栅界面参数 -36pkC
6
\ •锯齿光栅界面也由以下参数定义： 4R<bf Z43 - 光栅周期 pHO,][VZ - 调制深度 &USKudXmb •此外，闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 Y'n+, g •可以选择设置横向移位和旋转。 W:5,zFW •由于这是光栅界面（类似矩形和正弦型），因此不必选择周期。 Yu1[`QbB
x$p_m W C  R b!V{jQ R1A| g =kF 高级选项和信息 "}/$ xOl" •同样，可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 Ky:y1\K1^K  z _A]mJ 探测器位置的注释 uKOsYN%D 关于探测器位置的注释 xc f`i:\ •在VirtualLab中，探测器默认位于基板后面的空气中。 xhq-$"B •如果光栅包含在复杂的光学装置中，则必须这样做。 k F,_o/Jc •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。 LHJ}I5zv •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）。 qpjG_G5/ •可以避免这些干涉效应的不良影响。 O:G5n 5 J  e#{,M8
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