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摘要 P ^&+ehp vR:t4EJ ` 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。 7_A(1Lx/l7 t-/%|@?D
 ZVda0lex& d{DlW
| _ 本用例展示了...... ~lQ]PKJ" •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构，例如： \7W {/v4^ - 矩形光栅界面 ]%NCK OM - 过渡点列表界面 n)
`4*d$` - 锯齿光栅界面 @ /c {gD - 正弦光栅界面 AvH /Q_-b •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 [?;oiEe.| I /RvU, 光栅工具箱初始化 |[xi"E\ •初始化 W>s<&Vb - 开始 HaLEQ73 光栅 1=#`&f5f& 通用光栅光路图 !74* APPHR •注意：使用特殊类型的光栅，例如： 矩形形状， ~*G I<n 可直接选择特定的光路图。 V
GM/ed5- RU[{!E
 q-p4k `] XMuZ 'I 光栅结构设置 nj)M $' •首先，必须定义基板（基块“Base Block”）的厚度和材料。 =g?r .;OO
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p !dS •在VirtualLab中，光栅结构在所谓的堆栈（stack）中定义。 !L > 'g •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 |RHX2sso
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 3",6 E(
92eS*x2@ •例如，选择第一个界面上的堆栈。 Y$ Fbi2A4 9KCnitU 堆栈编辑器 NcqE)"yObo •在堆栈编辑器(Stack Editor)中，可以从目录中添加或插入界面。 /l @ 7MxE •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。 >e8 t sE]eIN
 Ho*S >Y
Qb9) 1 矩形光栅界面 _es> G'S + U@P+; •一种可能的界面是矩形光栅界面。 g5/8u2d •此类界面适用于简单二元结构的配置。 Jd/ 5Kx •在此示例中，由银制成的光栅位于玻璃基板上。 W~R_-
]k@g •为此，增加了一个平面界面，以便将光栅结构与基块分开。 >}_c<`: •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。 4W$53LP8
*$uKg zv3
 0^tF_."Y ^> ZQ:xs@( 矩形光栅界面 (z+[4l7 •请注意：界面的顺序始终从基板表面开始计算。 Y`\zLX"_m •所选界面在视图中以红色突出显示。 (#7pGGp*E
 nn5S 7! •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。 CuU"s ) •可以在光路编辑器（Light Path Editor）中更改此材质。 hF!yp7l;  dzggl( •堆栈周期（Stack Period）允许控制整个配置的周期。 @ v @'8E Q •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 ,O $F`0>9A •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。 u=k\]W- E70  $Pl>T09d
CSwNsFDR%
 ^:LF 1rTA0+h 矩形光栅界面参数 : cIE8<\% •矩形光栅界面由以下参数定义 fM
\T^X - 狭缝宽度（绝对或相对） nvgo6 * - 光栅周期 !|,=rM9x - 调制深度 }+ I
8l' •可以选择设置横向移位和旋转。 Pbd#Fu ;
] Cbht\Ag"
 X[grV e
rTW1'@E 高级选项和信息 /vSFQ}W •在传播菜单中，有几个高级选项可用。 K.*zqQKlI| •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 Xgr|~(^ •可以设置总级次数或衰逝波级次数 st'Y j （evanescent orders）。 80l(,0`, •如果考虑金属光栅，这项功能非常实用。 {Yv
|C)O •相反，在介质光栅的情况下，默认设置就足够了。 k $3.FO" B3)#Ou 2  CA[k$Sw* {tF=c0Z •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 |oPqX %? •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。 k:`^KtBMl •此外，有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 SJIJV6}H •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。 ]N2'L!4|;
AY,6D dw
 &=@ R, V>4 !fD= 过渡点列表界面 Y13IrCA2 •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 efZdtrKgy •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 S S(jjpe&, •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。 E(8O3*=  I`DdhMi7 QO%>RG 过渡点列表参数 _mA[^G=gY •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 y)Ip\.KV\ •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。 i|.!*/qF \#G`$JD  :t^=~x O9 q d!$ nr •必须在周期化（Periodization）选项卡中设置此界面的周期。 "R4~
8 r •此处，可以定义x方向和y方向的周期。 rbQA6_U 5A •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。 LvhF@%(9 J cg0L(oI~
 ag [ yM B YNOgB1 高级选项及信息 jk) V[7P •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。 -wvJZ j%~UU0(J
 kf&id/|
)x ?F1/ 正弦光栅界面 /HI#8 •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 &..'7 •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 Kgk9 p`C( •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： "AUY+ LN - 脊的材料：基板的材料 |p .mA-81 - 凹槽材料：光栅前面的材料 Z+ I[ [rE,fR  k.
px PyzW pf 正弦光栅界面参数 sL+/Eeb` c - 正弦光栅界面也由以下参数定义： U%w ?muJW •光栅周期 l$)pCo •调制深度 "4n_MV>p - 可以选择设置横向移位和旋转。
1u)I}"{W> - 由于这是光栅界面（类似于矩形和锯齿借口），因此不必选择周期。 j~Rh_\>Q J|,| *t  CNf eHMT G)'cd D 1 高级选项和信息 {Qlvj.Xw •同样，可以在高级设置选项卡中调整和研究分解结构的数据。 HO & #Lv
vseuk@>
 [$-y8` ~( {.Nt#l 高级选项及信息 }g>&l.2X •如果增加层数（例如，增加2倍），则离散化变得光滑。 Sij C E~P 4*F+-fu  4`!(M]u= 锯齿光栅界面 WElB,a-RCp •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 83)2c a
•此界面允许配置闪耀结构的光栅。 YI&^j2 •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： M6y: ze - 脊的材料：基板的材料 ~(4cnD)BO - 凹槽材料：光栅前面的材料 iMJ jW kk 'Ok F.bs
 80axsU^H0 #{i\t E 锯齿光栅界面参数 ?ry`+n x •锯齿光栅界面也由以下参数定义： {@B<$g - 光栅周期 Bam7^g'*!3 - 调制深度 }
Tp!Ub\Cc •此外，闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 gQ,PG •可以选择设置横向移位和旋转。 Q6"r^w Wx •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\ec
UT]LF#.(  ^EM##Ss_ 5
E DGl 高级选项和信息 ze!7qeW •同样，可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 b.; F)(  ~{RXc+ 探测器位置的注释 zcP_-q]1 关于探测器位置的注释 V
mKMj' •在VirtualLab中，探测器默认位于基板后面的空气中。 H-^>Co _ •如果光栅包含在复杂的光学装置中，则必须这样做。 QTtcGU •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。 b@z /6y! •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）。 >k
kuw?O@ •可以避免这些干涉效应的不良影响。 W@#)8];>  R279=sO,J
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