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摘要 sD{ j@WEZ aXC!t 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。 _0 w 1 kqW : *=Ns[ Y
 M
Z2^@It 'Cg V0&@ 本用例展示了...... kl=xu3j •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构，例如： B\f"Iirw - 矩形光栅界面 CdZnD#F2 - 过渡点列表界面 ?fB5 t;~E - 锯齿光栅界面 87pnSj/X" - 正弦光栅界面 )5U !>,fT •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 \]t]#D>0 l/[pEUYU 光栅工具箱初始化 ^ s=*J=k
•初始化 F9%,MSt - 开始 7vw;Egd@@- 光栅 E!uJ 6\ 通用光栅光路图 /\d(c/, 4 •注意：使用特殊类型的光栅，例如： 矩形形状， [M`=HhJ4 可直接选择特定的光路图。 $_wo6/J5+D MBlBMUJk
 |4 Qx=x> fSbS(a 光栅结构设置 ,'u *ZB; •首先，必须定义基板（基块“Base Block”）的厚度和材料。 v _.HGG S
"3wv:BL •在VirtualLab中，光栅结构在所谓的堆栈（stack）中定义。 Zd$JW=KR]l •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 z4bN)W )p
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PA 0m •例如，选择第一个界面上的堆栈。 B@"J]S 02(h={ 堆栈编辑器 ) y`i@S}J •在堆栈编辑器(Stack Editor)中，可以从目录中添加或插入界面。 z" EWj7 3 •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。 9j 0o&Xn =PZWS& (L
 z{=v)F5y
##v`(# fu 矩形光栅界面 vTHq)C.7G Yh$fQ:yi\& •一种可能的界面是矩形光栅界面。 ';Nu& D#Ph •此类界面适用于简单二元结构的配置。 IytDvz*| •在此示例中，由银制成的光栅位于玻璃基板上。 nZxSMN0] •为此，增加了一个平面界面，以便将光栅结构与基块分开。 8TW5(fl •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。 b4)k &*dfR
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 [ZD[a6(94 < <sE`>) 矩形光栅界面 Ik Qe~;Y •请注意：界面的顺序始终从基板表面开始计算。 } 3J=DCtS •所选界面在视图中以红色突出显示。 NJm-%K
 /kRAt^4! •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。 F\-Si!~oOz •可以在光路编辑器（Light Path Editor）中更改此材质。 rI>LjHP  NV6G.x •堆栈周期（Stack Period）允许控制整个配置的周期。 6} #"qqnx •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 o0l7 4 •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。 AuXs B 2T?TM! \Q  Im+ 7<3Z
Zw#<E
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 :v)6gz(p [S0mY[" 矩形光栅界面参数 'g hys1H •矩形光栅界面由以下参数定义 M*(H)i;s:w - 狭缝宽度（绝对或相对） XXm'6xD- - 光栅周期 5z Kqb - 调制深度 ' %&z.{ •可以选择设置横向移位和旋转。 -=mwy
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 WqQU@s A
(v^Z BM_ 高级选项和信息 iD714+N( •在传播菜单中，有几个高级选项可用。 V&iS~V 0. •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 |IN[u Q •可以设置总级次数或衰逝波级次数 8k H< $9 （evanescent orders）。 ~b6GrY"vB •如果考虑金属光栅，这项功能非常实用。 %K l(>{N •相反，在介质光栅的情况下，默认设置就足够了。 e 2wvc/gG6 GW/WUz K  95L y Yg ;MPKJS68@ •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 RG1\=J$:E •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。 o(fy d)t •此外，有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 3[VNsX •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。 V:Mk)8Gf|
d}+W"j;  5\'AD^{ l9J*um- 过渡点列表界面 F 7LiG9H6` •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 (f>M &.. •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 kceyuD$3G •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。 s[X
B#)H4  r6
}_H?j 6|#g+ &[ 过渡点列表参数 U&W"Ea=R/ •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 lDN?|YG •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。 zJ C EA T5e^J"  YtYy zX5u7 K<RqBecB •必须在周期化（Periodization）选项卡中设置此界面的周期。 a g;dc •此处，可以定义x方向和y方向的周期。 8,*3zVk- •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。 6bL~6-h%) (a#pvEY
 Nw pS)6<- !_x*m@/ 高级选项及信息 J\A8qh8 •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。 F Yl3c mb{q(WEPP
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<5IQc[3]aP 正弦光栅界面 Uk'U?9O •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 a+
GJVJ •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 ir&. Z5= •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： [r9d<Zi}{ - 脊的材料：基板的材料 y6%<zhs - 凹槽材料：光栅前面的材料 zy>}L # wS$46M<  u)~s4tP4 vYnftJK& 正弦光栅界面参数 8zm v
5trt - 正弦光栅界面也由以下参数定义： 4ZI_pf •光栅周期 nk/vGa4 •调制深度 Uw <{ i - 可以选择设置横向移位和旋转。 2f.. sNz - 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。 2w4MJ,Uw 9o_- =>(  c;!9 \1sr f j+O' X 高级选项和信息 LNiS`o\ •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。 ZqK]jT6V/X
AP w6
 `{}@@] l RND 高级选项及信息 (oYW]c}G, •如果增加层数（例如，增加2倍），则离散化变得光滑。 \_U* t! * Hunp Y  Pfan7fq+ 锯齿光栅界面 1JeJxzv>C •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 &HL{LnLP@/ •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 p+<}Y DMb •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： <'2u
a - 脊的材料：基板的材料 jVYH;B%%z - 凹槽材料：光栅前面的材料 . $wLLE^* @a(oB. i
 j@ v-| D9o*8h2$ 锯齿光栅界面参数 |M E{gy`5 •锯齿光栅界面也由以下参数定义： o](.368+4 - 光栅周期 *P xf#X - 调制深度
~6d5zI4\ •此外，闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 :hP58 }Q$ •可以选择设置横向移位和旋转。 } yq •由于这是光栅界面（类似矩形和正弦型），因此不必选择周期。 T 2|:nC)@
fl)zQ cA  ,sI35I J ) b:4uK
A 高级选项和信息 x6e +7"#~ •同样，可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 =]b9 X7}  >EIrw$V$ 探测器位置的注释 ) 4ncutb 关于探测器位置的注释 wd+O5Lr.R •在VirtualLab中，探测器默认位于基板后面的空气中。 <25ccE9^c •如果光栅包含在复杂的光学装置中，则必须这样做。 w -FHh f •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。 / O )6iJ •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）。 voh^|(:(TH •可以避免这些干涉效应的不良影响。 SRWg[H  uV77E*+7\
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