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摘要 ZlT }cA/n 1'kO{Ge*p: 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。 =~D? K9o zp: dArh0
 >p_W(u@ z$ H;Wrcf2 本用例展示了...... ?w3RqF@} •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构，例如： XlmX3RU - 矩形光栅界面 +C( -f - 过渡点列表界面 YEL0h0gn - 锯齿光栅界面 L*@`i ]jl - 正弦光栅界面 ?Oyo /?/ •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 %xt9k9=vZ > I2rj2M# 光栅工具箱初始化 -JW~_Q[ •初始化 fr17|#L+s - 开始 #mxOwvJ 光栅 @HT\Y%E 通用光栅光路图 ' \JE># •注意：使用特殊类型的光栅，例如： 矩形形状， )M0YX?5A R 可直接选择特定的光路图。 asWk]jjMG :@A&HkF
 ~q$]iwwqT 8-Abg :) 光栅结构设置 S{c/3k ~ •首先，必须定义基板（基块“Base Block”）的厚度和材料。 q<3nAE$?=
 z.vQ1~s •在VirtualLab中，光栅结构在所谓的堆栈（stack）中定义。 =i/Df ? •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 OO:S2-]Y>e
B8& q$QV
 j=WxtMS
TI>5g(:3\ •例如，选择第一个界面上的堆栈。 Q(|@&83]. GQ2GcX(E( 堆栈编辑器 Xs 03..S •在堆栈编辑器(Stack Editor)中，可以从目录中添加或插入界面。 c<lp<{; •VirtualLab的目录提供了几种类型的界面。 所有界面都可以用来定义光栅。 m`yvZ4K! 3efOgP=L
 "LBMpgpU
#bOv}1,s 矩形光栅界面 g~lv/.CnA+ MZgaQU g •一种可能的界面是矩形光栅界面。 }:m#}s •此类界面适用于简单二元结构的配置。 ddn
IKkOp •在此示例中，由银制成的光栅位于玻璃基板上。 9~SPoR /_0 •为此，增加了一个平面界面，以便将光栅结构与基块分开。 0.MB;gm: •在堆栈编辑器的视图中，根据折射率（黑暗表示更高），其他颜色表示不同的材料。 -(vHy/Hz.
P,v7t wc0M
 5 jrR ]X ym;]3<I?I[ 矩形光栅界面 D8A+`W? •请注意：界面的顺序始终从基板表面开始计算。 QiCia#_ •所选界面在视图中以红色突出显示。 ]_KWN$pd
 vNO&0 ~ •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。 TWP@\ BQ •可以在光路编辑器（Light Path Editor）中更改此材质。 RdC GK?s  (,At5 T •堆栈周期（Stack Period）允许控制整个配置的周期。 ;
476t •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 d i\.*7l? •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。 35h|?eN_m! -l[H]BAMXy  .k#Pr T1C
P`tOL#UeZL
 I4Do$&9<D Y3~Uz#`SU 矩形光栅界面参数 7qC
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c •矩形光栅界面由以下参数定义 snbXAx1L - 狭缝宽度（绝对或相对） $tlBI:ay1 - 光栅周期 :ez76oGyc - 调制深度 Ey@^gHku\ •可以选择设置横向移位和旋转。 2;)IBvK
:Drf]D(sMX
 vJE=H9E
\kE0h\ 高级选项和信息 vfSPgUB) •在传播菜单中，有几个高级选项可用。 mnTF40l •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 Q Xd` P4a •可以设置总级次数或衰逝波级次数 N"9^A^w8k （evanescent orders）。 'o= 'Q)Dk •如果考虑金属光栅，这项功能非常实用。 yQJ0",w3o. •相反，在介质光栅的情况下，默认设置就足够了。 " 6,fIsU l;M,=ctB(  yY]x' 'K F:zmO5L5 •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 f 2.=1 )u. •层分解(Layer Decomposition)和过渡点分解(Transition Point Decomposition)设置可用于调整结构的离散化。 默认设置适用于几乎所有光栅结构。 f]*;O+8$LN •此外，有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 5;`Ot2 •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。 :7{GOx
FH</[7f;@N  6;E3|st1X ;CO qu#( 过渡点列表界面
b>5* G1 •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 `;mgJD •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 jHEP1rNHE •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。 p39$V[*g(  NSV E3 A 6z2KVk 过渡点列表参数 E8 C8kH] •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 + 149 o2 •上限（Upper Limit）必须设置为大于所需光栅周期一半的值，但在周期性结构的情况下自动设置。 F` KXG$ (-ELxsh d  <gPM/ 4$G 1_7p`Gxt[/ •必须在周期化（Periodization）选项卡中设置此界面的周期。 taDe^Ist j •此处，可以定义x方向和y方向的周期。 =t N }4 •在这种情况下，可以忽略内部和外部定义区域的设置，因为接口的扩展已经被周期性边界条件截断。 [C!*7h 6TRLHL~B
 auI`'O`/ e;v7!X 高级选项及信息 .QY>@b \ •同样，可以在高级设置选项卡页面上调整和研究分解结构的数据。 r?KRK?I 7<Lu L
 d rpx"d[c
kNP- +o 正弦光栅界面 'qV lq5. •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 ESviWCh0Fl •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 [XPAI[" •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： X$<pt,}% - 脊的材料：基板的材料 oW
OR7)?r - 凹槽材料：光栅前面的材料 *BxU5)O vdXi'<  .Bj WZj 'oz$uvX 正弦光栅界面参数 a|TUH+| - 正弦光栅界面也由以下参数定义： sudh=_+> •光栅周期 6Takx% U •调制深度 }S"gZ6 - 可以选择设置横向移位和旋转。 |>P:R4P - 由于这是光栅界面（类似于矩形和锯齿借口），因此不必选择周期。 N?3p,2 -Tvnd,  hxdjmc- Ju5Dd\ 高级选项和信息 ZKW1HL ]m •同样，可以在高级设置选项卡中调整和研究分解结构的数据。 5X8 i=M;
5%wA"_
 u /k'
ry= ^G qO>1U 高级选项及信息 .NWsr*Tel •如果增加层数（例如，增加2倍），则离散化变得光滑。 FoE}j
YS4"TOFw  PL"=> 锯齿光栅界面 ((?"2 }1r •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 A|Ft:_ Y •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 0rX%z$D+@ •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： ;=0-B&+ v - 脊的材料：基板的材料 Q@p' n E, - 凹槽材料：光栅前面的材料 3Ch 4 2< 3]i w3M
 E*R-Dno_F n[BYBg1yG 锯齿光栅界面参数 lhQMR(w^ •锯齿光栅界面也由以下参数定义： "cS7E5-| - 光栅周期 D,$M$f1 - 调制深度 f x:vhE X •此外，闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 -~sW@u)O •可以选择设置横向移位和旋转。 >q')%j •由于这是光栅界面（类似矩形和正弦型），因此不必选择周期。 2./ z6jXW_
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@ 高级选项和信息 (g dzgLHy •同样，可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 {OQ)Np!  F" G+/c/L 探测器位置的注释 ]=3hH+1 a 关于探测器位置的注释 {y|.y~vW •在VirtualLab中，探测器默认位于基板后面的空气中。 H
O>3>v •如果光栅包含在复杂的光学装置中，则必须这样做。 Z3<lJk\Y •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。 -0'< 7FSQ •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）。 %U<lS.i •可以避免这些干涉效应的不良影响。 xhCNiYJ |  l"&iSq!3=
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