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摘要 g8@F/$HY |7${E^u 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。 R@U4Ae{+ KN>h*eze
 qqys `. \s!x;n w[ 本用例展示了...... T` 9 nY! •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构，例如： 1 -E utq - 矩形光栅界面 I1I -,~hO - 过渡点列表界面 $EzWUt - 锯齿光栅界面 PKQ.gPu6*@ - 正弦光栅界面 A2 $05a$% •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 <~S]jtL.j: dnh~An 9 光栅工具箱初始化 0
ZSn r+ •初始化 kI2+& - 开始 YOUB%N 9+ 光栅 G, <l}(tEG 通用光栅光路图 lQy-&d|=#^ •注意：使用特殊类型的光栅，例如： 矩形形状， wuM'M<J@ 可直接选择特定的光路图。 _]{LjJ!M l]gW_wUQd
 Ey=}bBx 5> ktr)] 光栅结构设置 1U?5/Ja •首先，必须定义基板（基块“Base Block”）的厚度和材料。 KP7 {
 d8U<V<H< •在VirtualLab中，光栅结构在所谓的堆栈（stack）中定义。 5"X@<;H% •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 +cKOIMu9
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 G6+6u Wvl
s+z 5"3'n •例如，选择第一个界面上的堆栈。 \ A)Pcc}7 SpYmgL?wJ 堆栈编辑器 MSRk|0Mcr •在堆栈编辑器(Stack Editor)中，可以从目录中添加或插入界面。 *adznd •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?GkHJ %! p#_ 5 w
 DIJmISk
y,bD i9*| 矩形光栅界面 7_jlNr7uk %wI)uJ2 •一种可能的界面是矩形光栅界面。 o\; hF3 •此类界面适用于简单二元结构的配置。 29m$S 7[ •在此示例中，由银制成的光栅位于玻璃基板上。 Eggu-i(rD •为此，增加了一个平面界面，以便将光栅结构与基块分开。 Z`U+ a •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。 uGm?e]7Hx<
?%Ww3cU+J
 .!Kqcz% A 5&O%0`t 矩形光栅界面 rs( e •请注意：界面的顺序始终从基板表面开始计算。 $R NHRA. •所选界面在视图中以红色突出显示。 q ]VB}nO
 nh"dPE7^ •此外，此处无法定义光栅前方的介质（指最后一个接界面后面的介质）。 它自动取自光栅元件前面的材料。 hQlyqTP|2 •可以在光路编辑器（Light Path Editor）中更改此材质。 |lZp5MOc  L]u^$=rI •堆栈周期（Stack Period）允许控制整个配置的周期。 S#r|?GYua •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 =LKM)d=1 •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。 8R:Glif i]L=M
5^C  wG9aX*(n
`@v;QLD"d<
 K+XUC K= nDC. 矩形光栅界面参数 YbnXAi\y| •矩形光栅界面由以下参数定义 r4DHALu#) - 狭缝宽度（绝对或相对） I|qhj* _C - 光栅周期 -A=3W3:C - 调制深度 S bzJeaZv •可以选择设置横向移位和旋转。 c b&Y f1
6x=w-32+ y
 {K6Z.-.`
E^br-{|{ 高级选项和信息 41s\^'^& •在传播菜单中，有几个高级选项可用。 T93st<F=R •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 MGxkqy ? •可以设置总级次数或衰逝波级次数 OK8Ho" （evanescent orders）。 ".wa Ct6 •如果考虑金属光栅，这项功能非常实用。 nk7>iK!i •相反，在介质光栅的情况下，默认设置就足够了。 dUt4 ]
ar -mn/Yv  !H[01 G2 ? # MO •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 XWQ `]m) •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。 rpDBKo •此外，有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 3\
,t_6} •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。 P:N> #G~z
0"T/a1S7bl  dJ Q K|/ :]]x^wony~ 过渡点列表界面 l|E4 7 @# •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 FI.F6d)E$ •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 II| ;_j •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。 2f@Cy+W'[  xkii Qs) HKI\i)c 过渡点列表参数 Ry"4v_e 9 •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 L8!yP.3 •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*m ;kWu, ; <B  qsbV)c iLN UydiS •必须在周期化（Periodization）选项卡中设置此界面的周期。 1[u{y{9 q •此处，可以定义x方向和y方向的周期。 (d D7"zQ •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。 w Wfj#IB;R Z"_8 l3
 6$=>c k P C=@4U} 高级选项及信息 SZ9 DT •同样，可以在高级设置选项卡页面上调整和研究分解结构的数据。 ?[m1? vYb4 &VV
 5N%d Les
+6P[TqR 正弦光栅界面 #k|f>D 4 •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 v
@0G^z| •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 j~K(xf •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： :Dw_$ - 脊的材料：基板的材料 @KU;' th - 凹槽材料：光栅前面的材料 >yXhP6 ,>7dIJ qzw  @4 8!e-W f^lcw 正弦光栅界面参数 ^>Z_3 {s:$ - 正弦光栅界面也由以下参数定义： zPqJeYK •光栅周期 0m4M@94 •调制深度 B ;E"VS0 - 可以选择设置横向移位和旋转。 9RHDkK{5 - 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。 8>#ZU]cG Nc{&AV8Y_v  gN:F5 0 'uDx$AkY 高级选项和信息 {}ADsh@7d' •同样，可以在高级设置选项卡中调整和研究分解结构的数据。 Z' y &11
G$V=\60a-
 [r8[lk R K -#d1 +P+ 高级选项及信息 FGHCHSqLq •如果增加层数（例如，增加2倍），则离散化变得光滑。 Y X-j|m| !Md6Lh%-w  zQ{bMj< S 锯齿光栅界面 9 ?O8j1F •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 hx9t {Zi •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 j,^&U|! •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： {cOx0= - 脊的材料：基板的材料 d f@N V Ld - 凹槽材料：光栅前面的材料 E~fb#6 E] /2 u3p
 0>td[f m!w|~ Rk 锯齿光栅界面参数 (XmmbAbVom •锯齿光栅界面也由以下参数定义： L{&2 P - 光栅周期 XF)N_}X^ - 调制深度 u%:`r*r •此外，闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 S%}G 8Ty •可以选择设置横向移位和旋转。 G>0d^bx;E •由于这是光栅界面（类似矩形和正弦型），因此不必选择周期。 oj Y.6w
%E&oe $[B  pMHl<HH ^U5N!"6R 高级选项和信息 v9* +@ •同样，可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 a
dr\l5pWQ  '#3FEo 探测器位置的注释 Os$E,4,py 关于探测器位置的注释 !"qT2<A •在VirtualLab中，探测器默认位于基板后面的空气中。 dX)a D
$m •如果光栅包含在复杂的光学装置中，则必须这样做。 1 q-;+Pd; •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。 Q R"+fzOL •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）。 .G\](% •可以避免这些干涉效应的不良影响。
2hF^U+I}  '= Zm[P,
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