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摘要 ,|+{C~Ojx Q Wm
g#2 ' 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。 3KD:JKn^ (8S+-k?
 |&S^L}V.C Ktuv
a3=>N 本用例展示了...... != vsY] •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构，例如： 6a]Qg99\ - 矩形光栅界面 qCk`398W - 过渡点列表界面 !k 'E - 锯齿光栅界面 : gk n`z - 正弦光栅界面 qi_uob •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 H5F Wk a#Z#-y! 光栅工具箱初始化 NCkrf]*F- •初始化 nm|"9|/
- 开始 +^,&z}(
Ak 光栅 *~ #`LO 通用光栅光路图 `sdbo](76 •注意：使用特殊类型的光栅，例如： 矩形形状， sZa> + 可直接选择特定的光路图。 6XhS
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#s=\
 YTe8C9eO #R= 6$ 光栅结构设置 O[} 2 •首先，必须定义基板（基块“Base Block”）的厚度和材料。 ew Yk>
 B`% %,SLJ •在VirtualLab中，光栅结构在所谓的堆栈（stack）中定义。 BYI13jMH+Y •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 "8[Vb#=*e
>va9*pdJ
 "y .(E7 6
TY#pj •例如，选择第一个界面上的堆栈。 :; 3y^! o[G,~f\- 堆栈编辑器 y5V]uQSD •在堆栈编辑器(Stack Editor)中，可以从目录中添加或插入界面。 _l]rt •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。 Z+;6 70Z uc;,JX!bN
 0j-;4 >p
X% M*d%n b 矩形光栅界面 "OKsl2 e y-7$HWn •一种可能的界面是矩形光栅界面。 f,0oCBLP O •此类界面适用于简单二元结构的配置。 {uO2m*JrI •在此示例中，由银制成的光栅位于玻璃基板上。 ZnB|vf L? •为此，增加了一个平面界面，以便将光栅结构与基块分开。
7w|4BRL •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。 1'J|yq
[~r Bnzb
 L5>.ku=T *j|BSd
P 矩形光栅界面 6EX8,4c\ •请注意：界面的顺序始终从基板表面开始计算。 ^p7Er ! •所选界面在视图中以红色突出显示。 S|v-lJ/I
 WX E{uGc •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。 T EqCoeR •可以在光路编辑器（Light Path Editor）中更改此材质。 h3L{zOff  DU[vLe |Z •堆栈周期（Stack Period）允许控制整个配置的周期。 Y]1b3 9O •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 A?Oa P •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。 $zV[- d DadlCEZv  R*psL&N
0~N2MoOl^
 a?9K a!O4s s@bo df& 矩形光栅界面参数 xyTjK.N •矩形光栅界面由以下参数定义 1QH5<)Oa - 狭缝宽度（绝对或相对） Q2/ZO2 - 光栅周期
^'c[HVJ - 调制深度 '=vD!6=0@ •可以选择设置横向移位和旋转。 }Pe0zx.Ge
U.QjB0;
 O>`DR0
7[W! Nx 高级选项和信息 p}
}=li> •在传播菜单中，有几个高级选项可用。 ra k@oW] •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 6rOd80 \ •可以设置总级次数或衰逝波级次数 ff9D{ $V5 （evanescent orders）。 $n?@zd@53 •如果考虑金属光栅，这项功能非常实用。 R nf$
•相反，在介质光栅的情况下，默认设置就足够了。 5r pTR q\g|K3V)  f=Rx8I Ey!+rq} •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 ']ussFaQ •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。 bO%bMZWB!y •此外，有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 ca1A9fvo •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。 !bG%@{W T
rOu7r 4  hqVFb.6[ iWZrZ5l 过渡点列表界面 cmv&!Egd •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 P p[? E.]P •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 ga~C?H,K •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。 .W<y iB}^  ZVj/lOP X o'Byuct 过渡点列表参数 W])<0R52 •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 c _li.]P •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。 lXS.,#lp *94<rlh{"
 gSP]& _9j Ph'P<h:V •必须在周期化（Periodization）选项卡中设置此界面的周期。 ljTnxg/?
W •此处，可以定义x方向和y方向的周期。 {re<S<j& •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。 p ] V %(,Kj
~0
 kqfO3{-;{: Yp1;5B bp 高级选项及信息 I]|X6 •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。 Gvk)H$ni %EuJ~;x(Mg
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lU0'5!3R, 正弦光栅界面 i"~J -{d} •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 >weY_%a •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 lr:rQw9 •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： ^#T@NN0T - 脊的材料：基板的材料 #MbkU]) - 凹槽材料：光栅前面的材料 VFj}{Y Qx-/t 9`!Z  |^ ^'GZ%a TzT(aWP" 正弦光栅界面参数 XjL)WgQ{i - 正弦光栅界面也由以下参数定义： K]{Y >w •光栅周期 J|-X?V;ZW •调制深度 t%$> - 可以选择设置横向移位和旋转。 : nZVP_d+ - 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。 EIqe|a+ S: IhJQ4K  ~ [ k0ay 0 drt,k 高级选项和信息 C:+-T +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。 1&JPyW
Y[l*> }:w
 tONX<rA|] 5hN`}Ve 高级选项及信息 50#iC@1 •如果增加层数（例如，增加2倍），则离散化变得光滑。 ;x/do?FbT .v?x>iV  \':'8:E 锯齿光栅界面 F <K;tt •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 ^= f<WKn •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 zq 1je2DB •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： 0x&-/qce6W - 脊的材料：基板的材料 zPzy 0lx - 凹槽材料：光栅前面的材料 9Z.Xo kg -][~_ Hd{
 J:<mq5[ >yr:L{{D}G 锯齿光栅界面参数 N~rA /B]T •锯齿光栅界面也由以下参数定义： #aX+?z\4 - 光栅周期 i2]7Bf)oV - 调制深度 }HB>Zb5 •此外，闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 ]_!5g3VQh •可以选择设置横向移位和旋转。 z l?Gd4 •由于这是光栅界面（类似矩形和正弦型），因此不必选择周期。 87; E#2
gD}lDK 6N  [Dr' GRM:o)4;# 高级选项和信息 +ZFw3KEkz •同样，可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 CD}::7$  Y f Rjr 探测器位置的注释 w ]8+
OP 关于探测器位置的注释 Q=YIAGK •在VirtualLab中，探测器默认位于基板后面的空气中。 >6Y @8 ) •如果光栅包含在复杂的光学装置中，则必须这样做。 bSa%?laS •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。 ]ySm|&aU •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）。 5&59IA%S •可以避免这些干涉效应的不良影响。 RT+pB{Y  /g/]Q ^
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