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摘要 '|q :h L;f=\q"g 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。 [n}c}% KC]Jbm{y
 yf8UfB#a sXydMk`J 本用例展示了...... YVaQ3o|! •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构，例如： JZt Ft=>q - 矩形光栅界面 Sx ~_p3_5U - 过渡点列表界面 \LYQZ*F - 锯齿光栅界面 '^J/aV - 正弦光栅界面 HdLkof2i •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 .ClCP?HG (Q4_3<G+ 光栅工具箱初始化 [@y=% \%R •初始化 FlgB-qR]<n - 开始 w|Mj8Lc+ 光栅 ?I0 i%nH 通用光栅光路图 XVLuhw i •注意：使用特殊类型的光栅，例如： 矩形形状， _F*w
,b$8 可直接选择特定的光路图。 ;`+RSr^8$ XH2 SE eh
 q %'ovX(dm IMR |a*=`c 光栅结构设置 X
or ,}. w •首先，必须定义基板（基块“Base Block”）的厚度和材料。 I L=v[)en4
 ZB2'm3'bh •在VirtualLab中，光栅结构在所谓的堆栈（stack）中定义。 NY;UI (<] •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 &59#$LyH`%
/j)VES
 ^VIUXa
'; dW'Uwc •例如，选择第一个界面上的堆栈。 }F`Tp8/&j < t (Pw 堆栈编辑器 ~7 6.S •在堆栈编辑器(Stack Editor)中，可以从目录中添加或插入界面。 0C p} •VirtualLab的目录提供了几种类型的界面。 所有界面都可以用来定义光栅。 Fa!)$e b7 7gMtnwT
 <D dHP
YJ^ lM\/< 矩形光栅界面 OT& E)eR G}-.xj] •一种可能的界面是矩形光栅界面。 qQcC[5 0 •此类界面适用于简单二元结构的配置。 Wi5| 9 •在此示例中，由银制成的光栅位于玻璃基板上。 L@4zuzmlb •为此，增加了一个平面界面，以便将光栅结构与基块分开。 {^kG<v.vV •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。 cGc|n3(
HV9Sd JOf
 ,?`1ve_K< f0`'
i[ 矩形光栅界面 u0Erz0*G4 •请注意：界面的顺序始终从基板表面开始计算。 :ky<`Jfr` •所选界面在视图中以红色突出显示。 D,n}Qf!GYk
 (K6`nWk2 •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。 WDGGT .h G •可以在光路编辑器（Light Path Editor）中更改此材质。 e8 7-
B1`  ZQkw }3*n •堆栈周期（Stack Period）允许控制整个配置的周期。 jDX<iX%e •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 $vLV<
y07 •如果是简单的光栅结构，建议选择“取决于界面周期”（Dependent from Period of Interface）选项，并选择适当的周期性界面索引。 |3s&Y`x-D AMd)d^;  2E2}|:
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_0*>I1F~
 {&#~ t4 VDKS_n 矩形光栅界面参数 M#cr*% •矩形光栅界面由以下参数定义 S@g/Tn - 狭缝宽度（绝对或相对） 0c61q Q6 - 光栅周期 lZM3Q58?\ - 调制深度 Djz UH{6O •可以选择设置横向移位和旋转。 @5jG
8}{o2r@
 "-n%8 74IT
E)O|16f|> 高级选项和信息 9I\3T6&tr •在传播菜单中，有几个高级选项可用。 ZGpTw[5ql •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 .Sr:" S rT •可以设置总级次数或衰逝波级次数 iEviH>b 5 （evanescent orders）。 UB$`;'|i •如果考虑金属光栅，这项功能非常实用。 Ke?gz:9j •相反，在介质光栅的情况下，默认设置就足够了。 e4Ox`gLa*p 2-V)>98  XLmMK{gs cN WcNMm •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 6#)Jl •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。 a*' :W%7 •此外，有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 uUz`= 4%A •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。 N
2"3~ #
I\upnEKKzZ  |R;l5ZKvV 7p.h{F'A 过渡点列表界面 q[7d7i/r6 •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 T1Q sW<*j •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 w2d]96*kQe •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。 nF<y7XkO  % R|"Afa= tw/#ENo 过渡点列表参数 *1W, M zg •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 Dk`4bYK •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。 V(2,\+ t `(,*IK a  ,MM>c OQ ~zxwg+:QO •必须在周期化（Periodization）选项卡中设置此界面的周期。 >&;>PZBPCO •此处，可以定义x方向和y方向的周期。 H=&/ Q •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。 2]D$|M?$~ `pi-zE)
 bEBBwv *IWFeu7y 高级选项及信息 QtY hg$K3 •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。 {^cF (7p q# 99iiG1
 -XVEV
,g/ _eROJ 正弦光栅界面 u
m: 0y, •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 i_=?eUq%q/ •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 \\S/ NA •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： tL~,ZCQz - 脊的材料：基板的材料 ACigeK^C}E - 凹槽材料：光栅前面的材料 kS+r"e
.TM _ktK+8*6`  Tr8AG> ;8*XOC;[ 正弦光栅界面参数 ,-(T"Ph < - 正弦光栅界面也由以下参数定义： _8Nw D_" •光栅周期 Uz gA26; •调制深度 NoCDY2 $ - 可以选择设置横向移位和旋转。 9-
xlvU,o - 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。 Ot`LZ"H: )bLGEmm  v i]r *jM_ wwG 高级选项和信息 `DLp<_z>
•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。 7/H^<%;y
)jyq{ Jb
 8 !4~T,9G m'cz5 mcD 高级选项及信息 Rx6l|'e •如果增加层数（例如，增加2倍），则离散化变得光滑。 T'ED$}N>~ /?KtXV>]  D]IBB>F 锯齿光栅界面 fdlvn*H •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 6'xomRpYN •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 5D,.^a1 A •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： z Yw;q3" - 脊的材料：基板的材料 %#~((m1 - 凹槽材料：光栅前面的材料 I=K!)X$ ; LCTCt`
 bIgh@ = 2 `|$'g^eCL 锯齿光栅界面参数 ! z11"
c •锯齿光栅界面也由以下参数定义： !FTNmyM~F - 光栅周期 * GQD fs`m - 调制深度 (`
5FZgN •此外，闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 NS`07 #z^ •可以选择设置横向移位和旋转。 7 vn%kW=$ •由于这是光栅界面（类似矩形和正弦型），因此不必选择周期。 opsQn\4DZ?
)4l>XlQ&  %2f//SZ: sI_7U^"[ 高级选项和信息 qn B<k,8T •同样，可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 N0i!l|G6  5?WYsj"
探测器位置的注释 33Jd!orXU 关于探测器位置的注释 xc9Y M0B& •在VirtualLab中，探测器默认位于基板后面的空气中。 U- i.(UyZ •如果光栅包含在复杂的光学装置中，则必须这样做。 .XXW |{ •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。 !8sgq{x(( •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）。 .evbE O 5 •可以避免这些干涉效应的不良影响。 ,LD m8  lbQQ tpEKO
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