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摘要 q\4Xs$APq ag;pN*z 光栅结构广泛用于光谱仪、近眼显示系统等多种应用。VirtualLab Fusion通过应用傅立叶模态方法（FMM）以简易的方式提供对任意光栅结构的严格分析。在光栅工具箱中，可以通过使用堆栈内的各种接口或/和介质来配置光栅结构。 用于设置堆栈几何形状的用户界面是人性化的，并且可用于生成更复杂的光栅结构。 本用例中，介绍了基于界面的光栅结构的配置具体操作流程。 kxIF#/8 yEoF 4bt
 Lx SpctiNx ,Np0wg0 本用例展示了...... ,K"U> & •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构，例如： W/bQd)Jvk - 矩形光栅界面 :zke % Yx - 过渡点列表界面 8COGs WK - 锯齿光栅界面 a a/(N7 - 正弦光栅界面 A> ;bHf@ •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 k:#!zK} }I6veagK 光栅工具箱初始化 ;) z:fToh •初始化 ;rGwc$?| - 开始 `w7v*h|P 光栅 ;~ $'2f~U 通用光栅光路图 J7Hl\Q[D1 •注意：使用特殊类型的光栅，例如： 矩形形状， ~#[yJNYQ 可直接选择特定的光路图。 i0kak`x0 Q }K"24`=
 G3vxjD<DMW P90 y I 光栅结构设置 )|R)Q6UJ •首先，必须定义基板（基块“Base Block”）的厚度和材料。 li'YDtMKCY
 J~ zUp(>K •在VirtualLab中，光栅结构在所谓的堆栈（stack）中定义。 dI@(<R •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 Sc1 8dC0
{{D)YldtA
 r|fL&dtr
(Ag1 6 •例如，选择第一个界面上的堆栈。 }1c|gQ 0oZ=
yh 堆栈编辑器 lH x^D;m6 •在堆栈编辑器(Stack Editor)中，可以从目录中添加或插入界面。 $m{:C;UH •VirtualLab的目录提供了几种类型的界面。 所有界面都可以用来定义光栅。 uLL]A>v R n&;85IF1
 0$)>D==
Ky!Y" 矩形光栅界面 i$:*Pb3mV c"n\cNP< •一种可能的界面是矩形光栅界面。 ^Y>F|;M# •此类界面适用于简单二元结构的配置。 L~rBAIdD •在此示例中，由银制成的光栅位于玻璃基板上。 p; 59? •为此，增加了一个平面界面，以便将光栅结构与基块分开。 oim9< _ •在堆栈编辑器的视图中，根据折射率（黑暗表示更高），其他颜色表示不同的材料。 sV{,S>s
r6MMCJ|G
 V6&!9b 9Zt`u,; 矩形光栅界面 l|~A#kq •请注意：界面的顺序始终从基板表面开始计算。 \K{ 0L •所选界面在视图中以红色突出显示。 tqvN 0vY5
 "$Z= %.3Q •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。 p$NQyS5C"S •可以在光路编辑器（Light Path Editor）中更改此材质。 Pw7]r<Q  4$iz4U:P •堆栈周期（Stack Period）允许控制整个配置的周期。 LqoB 10Kc\ •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 6 Z6'}BDP •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。 B:;pvW] ?wiC Q6*$  0[NZ>7wqMZ
'RQ+g}|Ba!
 MSQEO4ge \:# L) 矩形光栅界面参数 szZr4y<8|1 •矩形光栅界面由以下参数定义 +eWQa`g - 狭缝宽度（绝对或相对） =)H.c uc - 光栅周期 @Q
]=\N: - 调制深度 g 2 LM_1\ •可以选择设置横向移位和旋转。 (>UZ<2GPL
BOb">6C
 B 4c]}r+
=w _Ype` 高级选项和信息 p*R ;hU •在传播菜单中，有几个高级选项可用。 =r?hg GWe •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 b,l$1{ •可以设置总级次数或衰逝波级次数 0U(@ = 7V （evanescent orders）。 G\/zkrxmv •如果考虑金属光栅，这项功能非常实用。 o]J{{M'E •相反，在介质光栅的情况下，默认设置就足够了。 F'={q{2wH V%7WUq  Gv!2f 9-VNp;V •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 qOIyub •层分解(Layer Decomposition)和过渡点分解(Transition Point Decomposition)设置可用于调整结构的离散化。 默认设置适用于几乎所有光栅结构。 }W C[$Y_@ •此外，有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 T6y \| •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。 !=*g@mg F
o8V5w!+#  xBT hq?N ? 0r QMLx 过渡点列表界面 :KSV4>X[%a •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 AP n| \ •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 !1jBC. G1 •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。 59LZv-l  vjbASFF0= ,8S/t +H 过渡点列表参数 ''A_[J `> •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 /kZebNf6H •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。 YFLZ %( 1 .9/ hHCp rT=rrvV3g •必须在周期化（Periodization）选项卡中设置此界面的周期。 O W_{$9U •此处，可以定义x方向和y方向的周期。 0cv{ •在这种情况下，可以忽略内部和外部定义区域的设置，因为接口的扩展已经被周期性边界条件截断。 FZ{h?#2? *<$*"p
 8l>?Pv h"[AOfTE$ 高级选项及信息 zq 3\}9 •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。 JK7G/]j+Ez 9@SC}AF.
 DzAg"6=CS
5N#aXG^9 正弦光栅界面 fbyd"(V 8r •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 oM
X •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 uP`Z12& •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： sf:,qD=z - 脊的材料：基板的材料 ^rB8? kt - 凹槽材料：光栅前面的材料 k%]3vRo< AmUr .ofu  3<e=g)F lB8-Z ow 正弦光栅界面参数 %e8@*~h@ - 正弦光栅界面也由以下参数定义： [7:,?$tC •光栅周期 vSGH[nyCY •调制深度 i7CX65&b - 可以选择设置横向移位和旋转。 H9Gh>u]} - 由于这是光栅界面（类似于矩形和锯齿借口），因此不必选择周期。 PF0_8,@U [CTnXb  eFB5=)ld :;v~%e{k 高级选项和信息 ^7`BP%6 •同样，可以在高级设置选项卡中调整和研究分解结构的数据。 (=FRmdeYl1
c^5~QGuQ
 IY1 //9 3 #n_?- 高级选项及信息 x f'V{9* •如果增加层数（例如，增加2倍），则离散化变得光滑。 ]E{NNHK%2N m=1N>cq
'  nd`1m[7MNu 锯齿光栅界面 a) !o @ •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 ./XYd "p •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 x[| }.Ew •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： f'F?MINJP - 脊的材料：基板的材料 +Z,;,5'5G - 凹槽材料：光栅前面的材料 pj8=wc h *j|~$e}C
 9v #CE! Mg+2.
8% 锯齿光栅界面参数 t"sBP LU\ •锯齿光栅界面也由以下参数定义： wC"FDr+ - 光栅周期
X hR4ru` - 调制深度 S0 $8@"~= •此外，闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 ]|#+zx|/D •可以选择设置横向移位和旋转。 @s*-%N^:[L •由于这是光栅界面（类似矩形和正弦型），因此不必选择周期。 "mo?*
a$Sk
g/4[N{Xf  2bz2KB5> V ( }:=eK 高级选项和信息 z,RhYm •同样，可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 OU E (I3_  y4yhF8E>;U 探测器位置的注释 )',R[|< 关于探测器位置的注释 fT|.@%"vc •在VirtualLab中，探测器默认位于基板后面的空气中。 z>xmRs
•如果光栅包含在复杂的光学装置中，则必须这样做。 pR<`H' •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。 cF*TotU_m •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）。 `Uq#W+r, •可以避免这些干涉效应的不良影响。 1> ?M>vK  #x@$ lc=k3
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