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摘要 3/usgw1 03)irq% l; 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。 }@6yROy.
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V}7c$_ NG3:= 本用例展示了...... m Qx1co •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构，例如： Ep;?%o ,G - 矩形光栅界面 X}
V]3 - 过渡点列表界面 +%[,
m& - 锯齿光栅界面 GGwwdB\x' - 正弦光栅界面 6(?@B^S>2 •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 0Y* "RbG $ #/8l58 光栅工具箱初始化 20 $Tky_ •初始化 gO*Gf2A G - 开始 2 7[e0 j 光栅 B QUYT/$( 通用光栅光路图 Pl|I{l*o(` •注意：使用特殊类型的光栅，例如： 矩形形状， 3,i`FqQa 可直接选择特定的光路图。 E)Qg^D HP/ HQ=pf >
 fh_:ung RF6]_-
光栅结构设置 $A74V [1^ •首先，必须定义基板（基块“Base Block”）的厚度和材料。 <oP`\m
 Vm@VhCsp •在VirtualLab中，光栅结构在所谓的堆栈（stack）中定义。 M7Z&t'= •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 0Z((cI\J
E{-pkqx
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R.*
k7-(; •例如，选择第一个界面上的堆栈。 &{WEtaXaa ?vD<_5K; I 堆栈编辑器 %NlmLWF. •在堆栈编辑器(Stack Editor)中，可以从目录中添加或插入界面。 M{u 7Ef •VirtualLab的目录提供了几种类型的界面。 所有界面都可以用来定义光栅。 N0D5N(kH% Z$Ps_Ik
 ;CL^2{
uVZm9Sp 矩形光栅界面 y&4im; X0 KVoi>?a •一种可能的界面是矩形光栅界面。 `ALQSo~l •此类界面适用于简单二元结构的配置。 Lrx"H n{ •在此示例中，由银制成的光栅位于玻璃基板上。 7~MWp4. •为此，增加了一个平面界面，以便将光栅结构与基块分开。 DT;;4- { •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。 S)2 U oj
[A!=Hv_$
 '@hnqcqXq RC"xnnIJv 矩形光栅界面 b1e)w?n •请注意：界面的顺序始终从基板表面开始计算。 =5pwNi_S •所选界面在视图中以红色突出显示。 J{EK}'
 RKs_k`N0 •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。 hoPh#? G •可以在光路编辑器（Light Path Editor）中更改此材质。 UU =,Brb  xr)m8H •堆栈周期（Stack Period）允许控制整个配置的周期。 eBECY(QMQ •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 t nmz5Q •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。 7V\M)r{q7 \=W t{  5oD%~Fk l
,qgR+]?({
 T c ;BE h2]G V- 矩形光栅界面参数 k|_
>I •矩形光栅界面由以下参数定义 cz>`$Zz - 狭缝宽度（绝对或相对） k A 4 kQ}q - 光栅周期 ?0E-Lac= - 调制深度 .|kp`-F51 •可以选择设置横向移位和旋转。 t9
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 ORV'dr
`p^xdj } 高级选项和信息 9 VTE?, •在传播菜单中，有几个高级选项可用。 oP<E ) •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 v[ y|E;B •可以设置总级次数或衰逝波级次数 5U l =Nv] （evanescent orders）。 W. b?~ •如果考虑金属光栅，这项功能非常实用。 TlBu3z'P •相反，在介质光栅的情况下，默认设置就足够了。 Cd'SPaR J&b&*3
 xF9PjnWF= +Mh 9Jf •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 +@ oo8io •层分解(Layer Decomposition)和过渡点分解(Transition Point Decomposition)设置可用于调整结构的离散化。 默认设置适用于几乎所有光栅结构。 &]' < M •此外，有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 Sh5SOYLz •分解预览(Decomposition Preview)按钮提供用于FMM计算的结构数据的描述。 折射率由色标表示。 Op<|Oz$Q|l
F
a'2i<  ! XNTk]! B7qiCX}pD 过渡点列表界面 #T)gKp •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 G9\@&= •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 X=OJgyO/ •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。
}NJ? .Y  oG;;=' * ODqWXw# 过渡点列表参数 $y*[" ~TJ •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 thSo,u GlW •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。 Mio~CJ"? S)\%.~ n  B\ !.o=<h }h)[>I( •必须在周期化（Periodization）选项卡中设置此界面的周期。 E
:Y
*; •此处，可以定义x方向和y方向的周期。 Piz PsJ|& •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。 U~8 oE_+ m)9qO7P
 (Sg52zv ]LhNP}c 高级选项及信息 ! Q5ip'L •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。 Y;'7Ek) Ot }
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 =#<TE~n2(
ojit Bo~ 正弦光栅界面 ~m56t5+uw •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 zZ =.riK •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 f[/E $r99J •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： COK7 i^ - 脊的材料：基板的材料 UujFZg[-P9 - 凹槽材料：光栅前面的材料 pJ#R :#P ,2%> e"%  b1;80P/: D Y<S,Xr;J: 正弦光栅界面参数 v(t?d - 正弦光栅界面也由以下参数定义： A %s"WSx, •光栅周期 |EaEdA@T •调制深度 i.Qy0 - 可以选择设置横向移位和旋转。 cwx O|
.m - 由于这是光栅界面（类似于矩形和锯齿借口），因此不必选择周期。 HJ*W3Mg
* 5#Y [c  ji brSz #9Z*. 高级选项和信息 /*lSpsBn •同样，可以在高级设置选项卡中调整和研究分解结构的数据。 H{P"$zj`l
Q [y75 [
 BS#@ehdig eRa1eR gP 高级选项及信息 fD<3Tl8U0 •如果增加层数（例如，增加2倍），则离散化变得光滑。 4+`<' t]Q S0~F$mP'  7b,u|F 锯齿光栅界面 #IP<4"Hf •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 rK2*DuE •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 Cj}1 )qWq •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： , c/\'k\K) - 脊的材料：基板的材料 c]W]m`: - 凹槽材料：光栅前面的材料 %97IXr E dQt*/]{q
 c)M_&?J! 5 SD6xi\8 锯齿光栅界面参数 xU^Flw,4 •锯齿光栅界面也由以下参数定义： @M"h_Z1# - 光栅周期 *IGgbg[0 - 调制深度 q"A( l •此外，闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 vGC^1AM •可以选择设置横向移位和旋转。 2`l$uEI3oJ •由于这是光栅界面（类似矩形和正弦型），因此不必选择周期。 ^m{ kn8
L;'+O
u  5_nkN`x +Me Ey {; 高级选项和信息 `{/z\ •同样，可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 Sj}@5 X6 C  <vA^%D<\~ 探测器位置的注释 ){")RrD( 关于探测器位置的注释 ~/h P 6* •在VirtualLab中，探测器默认位于基板后面的空气中。 (6?pBdZ
•如果光栅包含在复杂的光学装置中，则必须这样做。 ?PSm)
~ Oa •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。 Kig.hHj@ •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）。 Hi9 ;i/ •可以避免这些干涉效应的不良影响。 !w98 [BE7  a)[XJLCQ
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