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摘要 iX0i2ek 'C`U"I 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}[j t 7op`s5i
 iIMd!Q.)@ 2;z b\d 本用例展示了...... "3Uv]F •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构，例如： Mm xlp .l - 矩形光栅界面 Gr7=:+0n|P - 过渡点列表界面 [BWNRC1 - 锯齿光栅界面 O[I\A[* - 正弦光栅界面 Yk)."r& ? •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 ZI f D ~stM 光栅工具箱初始化 ;|p BFKx •初始化 Y'1S`. - 开始 kw#;w=\>R{ 光栅 Wl B 通用光栅光路图 69 5V3R 7 •注意：使用特殊类型的光栅，例如： 矩形形状， G'oG< /A 可直接选择特定的光路图。 +
,%&e z> XrU>}
 Xn z3p" JG" R\ 2 光栅结构设置 Fo NSM$x •首先，必须定义基板（基块“Base Block”）的厚度和材料。 a2dnbfSWa[
 43|XSyS •在VirtualLab中，光栅结构在所谓的堆栈（stack）中定义。 ;1:Js0=;H •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 x.f]1S7h[
W~zbm]
 {1 IfU
,24p%KJ*X •例如，选择第一个界面上的堆栈。 HW=C),*]cR Z)! qW? 堆栈编辑器 Hc>m;[M)l •在堆栈编辑器(Stack Editor)中，可以从目录中添加或插入界面。 S& S Q •VirtualLab的目录提供了几种类型的界面。 所有界面都可以用来定义光栅。 8 7BHq) Z1 Bp+a3
 mp=z
byLft 1 矩形光栅界面 X WUWY N "" BCh" •一种可能的界面是矩形光栅界面。 C1 jHz •此类界面适用于简单二元结构的配置。 mzeY%A <0^ •在此示例中，由银制成的光栅位于玻璃基板上。 %e-7ubW •为此，增加了一个平面界面，以便将光栅结构与基块分开。 JBi*P.79^ •在堆栈编辑器的视图中，根据折射率（黑暗表示更高），其他颜色表示不同的材料。 }\%Fi/6Z {
O!P H&;H
 `V`lo, "\ m;'6MHx; 矩形光栅界面 t; 4]cg:_ •请注意：界面的顺序始终从基板表面开始计算。 8vMG5#U[ •所选界面在视图中以红色突出显示。 |.F$G<
 *pSQU=dmS •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。 jzDuE{ •可以在光路编辑器（Light Path Editor）中更改此材质。 v3aYc: C  pimtiQqC •堆栈周期（Stack Period）允许控制整个配置的周期。 yK a{08X: •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 Fx;QU)1l3 •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。 l8I /0 `_ mVV D !  V!lZ\)
]^lw*724'>
 }|g\ 8jq $6 mX 矩形光栅界面参数 P(H8[ , •矩形光栅界面由以下参数定义 E^.n c~ - 狭缝宽度（绝对或相对） y9x w
9l' - 光栅周期 WU
quN - 调制深度 Y~L2 •可以选择设置横向移位和旋转。 ~\Hc,5G
l:j4Ft 8
 M_"L9^^> N
K_RjX>q%N 高级选项和信息 M%ICd Ic' •在传播菜单中，有几个高级选项可用。 h| ,:e;>} •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 _H j!2 ' •可以设置总级次数或衰逝波级次数 LIcM3_. （evanescent orders）。 <eQj`HL •如果考虑金属光栅，这项功能非常实用。 }T&i ewk •相反，在介质光栅的情况下，默认设置就足够了。 P*FMwrJj>r )iY xt:(,  {u#;?u=| t
m 7^yn: •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 SKkUU^\#R` •层分解(Layer Decomposition)和过渡点分解(Transition Point Decomposition)设置可用于调整结构的离散化。 默认设置适用于几乎所有光栅结构。 DNr@u/>vB •此外，有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 ! HnXXVW •分解预览(Decomposition Preview)按钮提供用于FMM计算的结构数据的描述。 折射率由色标表示。 B" !l2
R)QC )U  .P[ _<8 S/9DtXQ 过渡点列表界面 -'t)=YJ •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 KY51rw. •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 czS+<
w •同样，平面界面用于将光栅材料或介质与其中一个基板分离。 n =y[CKS  [8T^@YN ,N !o 过渡点列表参数 mt,OniU= Q •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 ;[M}MFc/` •上限（Upper Limit）必须设置为大于所需光栅周期一半的值，但在周期性结构的情况下自动设置。 X!9 B2w ~N<4L>y<  b [o "7^H AlAY iUw{ •必须在周期化（Periodization）选项卡中设置此界面的周期。 ]pH-2_ •此处，可以定义x方向和y方向的周期。 uVJDne,R •在这种情况下，可以忽略内部和外部定义区域的设置，因为接口的扩展已经被周期性边界条件截断。 LR".pH13
|8My42yf
 y:~ZLTAv " @v <Bk 高级选项及信息 B{'( L | •同样，可以在高级设置选项卡页面上调整和研究分解结构的数据。 Cjc6d4 ~ P<M?Qd 1 .
 B?'#4J
MP_ ~<Q 正弦光栅界面 6W]9$n\"? •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 i} .&0Fp •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 y5 *Z 3"< •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： B0 dQ@Hq* - 脊的材料：基板的材料 &#!4XOy B - 凹槽材料：光栅前面的材料 = kJ,%\E` 60J;sGW  18+)`M-5o `(_s|-$ 正弦光栅界面参数 E\as@pqo\p - 正弦光栅界面也由以下参数定义： WtG~('g>& •光栅周期 ca7=V/i_a{ •调制深度 Ye2 {f"F - 可以选择设置横向移位和旋转。 @~!wDDS - 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。 VyzS^AH K "alyfyBu'M  c:<005\ Bg pTPi@SBaP{ 高级选项和信息 {khqu:HUn` •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。 mS(fgq6
m1B+31'>^
 YKH\rN6X 8Kg n"M3 高级选项及信息 3I)VH MC •如果增加层数（例如，增加2倍），则离散化变得光滑。 v"b+$* zsX1 QN16 
'EbWFMjy 锯齿光栅界面 @D{KdyW •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 YH vLGc% •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 fGUE<l •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： ]P .'>4 - 脊的材料：基板的材料 gl\\+VyU - 凹槽材料：光栅前面的材料 jc uB %E#s\B,w
 sz: g,}~h mZ SD ( 锯齿光栅界面参数 [@J/eWB •锯齿光栅界面也由以下参数定义： A
mNW0. } - 光栅周期 ,l !Ta " - 调制深度 [fAV5U •此外，闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 wQ^EYKD •可以选择设置横向移位和旋转。 tnH2sHby •由于这是光栅界面（类似矩形和正弦型），因此不必选择周期。 "P 7nNa
L^}_~PO N5  ad*m%9Y1Q _I@9HC 4 高级选项和信息 SxOC 1+Oy •同样，可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 ,K)_OVB  h"X;3b^ m 探测器位置的注释 ,K9*%rW) 关于探测器位置的注释 9oY gl1}d •在VirtualLab中，探测器默认位于基板后面的空气中。 ZrPbl "`7 •如果光栅包含在复杂的光学装置中，则必须这样做。 '[AlhB X •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。 )c8rz[i •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）。 qT dh eX/ •可以避免这些干涉效应的不良影响。 RL!Oi|8  J] {QB^?
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