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摘要 J Nt^ (z ToXki , 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。 UQ C=g #t: S.A@
 N343qU ;>?rP8 8t 本用例展示了...... i]6` LqlO •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构，例如： P3)Nl^/ - 矩形光栅界面 iS
WU 'K - 过渡点列表界面 #><.oreXq - 锯齿光栅界面 a 1+#3X. - 正弦光栅界面 ^=RffrlZU •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 $o0 iLFIX/ 1m:XR0 P 光栅工具箱初始化 4W#vP •初始化 ER5gmmVP@p - 开始 CF&6J$ZBgJ 光栅 vY${;#~| 通用光栅光路图 OwH81# •注意：使用特殊类型的光栅，例如： 矩形形状， YaKeq5%y 可直接选择特定的光路图。 ||hb~%JK6 El[)?+;D
 G~2jUyv 1 u| wMO 光栅结构设置 ZniB]k1 •首先，必须定义基板（基块“Base Block”）的厚度和材料。 T>x&T9
 Po__-xN>Q •在VirtualLab中，光栅结构在所谓的堆栈（stack）中定义。 )z73-M V" •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 0?\Zm)Q~(
mpI5J'>]
 +e yc`J
;t<QTG J •例如，选择第一个界面上的堆栈。 gQxbi1!;9 U (Nu% 堆栈编辑器 G-xDN59 K •在堆栈编辑器(Stack Editor)中，可以从目录中添加或插入界面。 dZ rAn •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。 9`I _Et zR1^I~
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6:Ch^c+IZ 矩形光栅界面 ] >LhkA@V 5!D BmAB •一种可能的界面是矩形光栅界面。 :km6 1 •此类界面适用于简单二元结构的配置。 V5sg#|& •在此示例中，由银制成的光栅位于玻璃基板上。 i'H/ZwU •为此，增加了一个平面界面，以便将光栅结构与基块分开。 \O*-#} ~\ •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。 Rot@x r7Hc
&x[E;P *Fg
 -8:&>~4` 2XFU1 AW 矩形光栅界面 y .#")IA F •请注意：界面的顺序始终从基板表面开始计算。 !UG
7Uer •所选界面在视图中以红色突出显示。 Rn`x7( WA
 P
`}zlml •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。 ,&j hlZ i •可以在光路编辑器（Light Path Editor）中更改此材质。 ;1`fC@rI  <49K>S9O •堆栈周期（Stack Period）允许控制整个配置的周期。 0 fF(Z0R, •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 :3XA!o&.T3 •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。 i]Fp..`v~ K/tRe/t }  4}_j`d/8|
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 lD^]\;? L R.Hh 矩形光栅界面参数 T]t+E'sQ •矩形光栅界面由以下参数定义 pP*zq"o - 狭缝宽度（绝对或相对） %\D)u8} - 光栅周期 Kqp(%8mf - 调制深度 <j&DK2u=i •可以选择设置横向移位和旋转。 LJk@Vy <?
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7ePqmB<. 高级选项和信息 E~ %jX
}/ •在传播菜单中，有几个高级选项可用。 &u /Nf&A •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 ?]Pmxp
H} •可以设置总级次数或衰逝波级次数 <KE 1f7c （evanescent orders）。 SH_(rQb y •如果考虑金属光栅，这项功能非常实用。 ]l1\? I •相反，在介质光栅的情况下，默认设置就足够了。 LQtj~c>X-| v1BDP<qU2  = NnNN'} X 9p.gXF •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 D2](da:]8) •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。 73V|6tmgY •此外，有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 *of3:w •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。 rqdE6y+^
gZLP\_CL  G B>QK w8kOVN2b 过渡点列表界面 lz YEx •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 )Y2{_ bx4" •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 ~i~7 n a| •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。 u+'tfFds&  S {;sUGcu @\| _ 过渡点列表参数 |?qquD 4= •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 V,q](bg •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。 h3bff#<K DE%KW:Hug  5]n[]FW ebT:/wu,2 •必须在周期化（Periodization）选项卡中设置此界面的周期。 in~D •此处，可以定义x方向和y方向的周期。 Qa.<K{m#? •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。 =R #Qx , zUKmx y@
 1+9W+$=h2 ]}U*_ rM: 高级选项及信息 k Mu8"Az •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。 lTd #bN Ag&0wN+jTM
 ^: #D0[
g=;% 正弦光栅界面 xYmxc9)2 •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 \D e{9 v •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 nq6@6GRG •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： 9\/xOw R - 脊的材料：基板的材料 b]x4o #t - 凹槽材料：光栅前面的材料 /Y'Vh^9/T :a$\/E =  "br,/Dk>MX Cq'KoN% nQ 正弦光栅界面参数 }UWL-TkEjF - 正弦光栅界面也由以下参数定义： 8>0e*jC •光栅周期 b*`lk2oMa/ •调制深度 -?mfE+kt - 可以选择设置横向移位和旋转。 ?)u@Rf9> - 由于这是光栅界面（类似于矩形和锯齿借口），因此不必选择周期。 `-3O w[ )rekY;  r7b1- 89o/F+ _b 高级选项和信息 @}@Z8$G^ •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。 !4^C #{$
7PtN?;rP
 sOU1n B]uc<`f 高级选项及信息 / (iFcMT •如果增加层数（例如，增加2倍），则离散化变得光滑。 \=6l9Lrj>h 1IZ3=6  1`a5C.v 锯齿光栅界面 ~zJ?H<> •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 H^s<{E0< •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 6f\Lf?vF •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： RLLTw ?]$ - 脊的材料：基板的材料 4A_[PM - 凹槽材料：光栅前面的材料
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 B2C$N0R# @te!Jgu{ 锯齿光栅界面参数 UFp,a0| •锯齿光栅界面也由以下参数定义： xHz[t6;4; - 光栅周期 z@B=:tf - 调制深度 rvXWcu -" •此外，闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 xwJH(_- •可以选择设置横向移位和旋转。 G>1eFBh } •由于这是光栅界面（类似矩形和正弦型），因此不必选择周期。 M#As0~y
kw"SwdP5  E| 6VX4`+ *Df,Ijh $ 高级选项和信息 f] J M / •同样，可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 FRg^c
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Ah k8 探测器位置的注释 } ^/9G17 关于探测器位置的注释 ?34 e- •在VirtualLab中，探测器默认位于基板后面的空气中。 $!8-? ?ML •如果光栅包含在复杂的光学装置中，则必须这样做。 x)rM/Kq •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。 .zn ;:M#T •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）。 nij!1z|M •可以避免这些干涉效应的不良影响。 rmE" rf  Cb9;QzBVA#
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