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摘要 V#REjsf,t- 9KWuN:Sg 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。 ryB}b1`D ':{>a28=
 :cB=SYcC% 0k)rc$eDF+ 本用例展示了...... kF(n!2"W •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构，例如： 0:w "M< 80 - 矩形光栅界面 'k;rH !R - 过渡点列表界面 1W7% 1 FA - 锯齿光栅界面 Ar*^ ; / - 正弦光栅界面 I[)% , jd •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 Wbr+ KX8) CI353-` 光栅工具箱初始化 v ~QHMg •初始化 / 0 O= ( - 开始 p
sL?Y 光栅 )nL`H^ 通用光栅光路图 ^8.]d~j •注意：使用特殊类型的光栅，例如： 矩形形状， >B]'fUt5a 可直接选择特定的光路图。 I:K"'R^ vz.>~HB P
 q`-;AG|xF Pj}6 6. 光栅结构设置 k0Ol*L!p •首先，必须定义基板（基块“Base Block”）的厚度和材料。 |$?bc3
 Tg!m`9s+ •在VirtualLab中，光栅结构在所谓的堆栈（stack）中定义。 '%q$` KDb •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 /c
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k6.9W! •例如，选择第一个界面上的堆栈。 D$t k<{)oB vZ.x{"n'~ 堆栈编辑器 n{6G"t:^l •在堆栈编辑器(Stack Editor)中，可以从目录中添加或插入界面。 CrwwU7qKL •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。 ,l<6GB2\ ~\ J}Kqg
 .l.a(_R
/~zai} 矩形光栅界面
` @ nl ;q*e=[_DF •一种可能的界面是矩形光栅界面。 #B4%|v;`E? •此类界面适用于简单二元结构的配置。 rqY`8Ry2M •在此示例中，由银制成的光栅位于玻璃基板上。 l1f\=G?tmU •为此，增加了一个平面界面，以便将光栅结构与基块分开。 h*- Pr8 •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。 ."9];)2rx
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 /5u<78GW1 uD^cxD 矩形光栅界面 rx] @A •请注意：界面的顺序始终从基板表面开始计算。 @)fd}tV •所选界面在视图中以红色突出显示。 Zpn xecJUJ
 R6] Gk)5 •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。 :Of^xj>A •可以在光路编辑器（Light Path Editor）中更改此材质。 UEguF &  \--8lH -K •堆栈周期（Stack Period）允许控制整个配置的周期。 "'t0h{W r8 •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 u
fw ]=h) •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。 #w' kV# +mn ,F};  N<XNTf
"hsb8-
 2.l:O2< JU)dr4S? 矩形光栅界面参数 >Z'NXha •矩形光栅界面由以下参数定义 ?.Ca|H< - 狭缝宽度（绝对或相对） ?!` /m|" - 光栅周期 a6uJYhS~ - 调制深度 >&}%+r\ •可以选择设置横向移位和旋转。 -w"VK|SGm
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Y2~nBb 高级选项和信息 OG>}M$ Ora •在传播菜单中，有几个高级选项可用。 OWg(#pZk •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 <nT
+$ •可以设置总级次数或衰逝波级次数 cWe"% I （evanescent orders）。 y.< m#Zzt •如果考虑金属光栅，这项功能非常实用。 M 0U 0;QJ •相反，在介质光栅的情况下，默认设置就足够了。 VgZsB$Ori 62ws/8d6f  <h: x= X:nN0p # •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 ]1#e#M]# •层分解(Layer Decomposition)和过渡点分解(Transition Point Decomposition)设置可用于调整结构的离散化。 默认设置适用于几乎所有光栅结构。 D$I5z. a •此外，有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 JehrDC 2N •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。 rWR}Stc@]
>JFO@O5  :LW4E9O=H + |n*b 过渡点列表界面 B#Vz#y •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 l~ w2B>i) •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 f'EuY17 w •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。 jt W!"TOY  RAgg:3^ 42$Vh dG 过渡点列表参数 H4&lb} •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 }HFN3cq;C •上限（Upper Limit）必须设置为大于所需光栅周期一半的值，但在周期性结构的情况下自动设置。 ,9zjFI 3q\,$*D.  5K>3My# iJ1"at •必须在周期化（Periodization）选项卡中设置此界面的周期。 F Q<Ju. •此处，可以定义x方向和y方向的周期。 4;yKOQD| •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。 !Prg_6
` &8Cu#^3
 Q ayPo]O $P/~rZ@M@ 高级选项及信息 Y NKH N2E8 •同样，可以在高级设置选项卡页面上调整和研究分解结构的数据。 }ppN k :B 1\
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 XDOY`N^L
*x@Onj 正弦光栅界面 tE<H|_{L •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 cQy2"vtU •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 g+vva " •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： lb4Pcd j - 脊的材料：基板的材料 {Aw#?#GPW - 凹槽材料：光栅前面的材料 v_+{'F }YGV\Nu  ! >(7+B3E* jnO9j_CY 正弦光栅界面参数 !Xf5e*1IS - 正弦光栅界面也由以下参数定义： .sha& •光栅周期 K X ,S •调制深度 * 2p t%eav - 可以选择设置横向移位和旋转。 =_JjmTy;a - 由于这是光栅界面（类似于矩形和锯齿借口），因此不必选择周期。 ?+@n3]`0 h7G"G"  } g yj0 <wN }X#M 高级选项和信息 ^a0um/+M} •同样，可以在高级设置选项卡中调整和研究分解结构的数据。 g:g\>@ Umo
%(3|R@G.
 +~m46 eI ? uzRhC_)! 高级选项及信息 AifWf2$S •如果增加层数（例如，增加2倍），则离散化变得光滑。 _hAcJ{Y e'6/` Evqz  'N (:@]4N 锯齿光栅界面 eenH0Ovv •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 |mxDjgq •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 aL+
o / •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： 44ek
IV+? - 脊的材料：基板的材料 BTqS'NuT - 凹槽材料：光栅前面的材料 ZCMw3]* h5* JkRm
 !"?#6-, Xn !#], hok8X 锯齿光栅界面参数 eBZXI)pP h •锯齿光栅界面也由以下参数定义： R1adWBD> - 光栅周期 kyR:[+je - 调制深度 2e+UM$ •此外，闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 ZQ4p(6a •可以选择设置横向移位和旋转。 jwc)Lj} •由于这是光栅界面（类似矩形和正弦型），因此不必选择周期。 >K_(J/&p
%". Ha I]  >,V9H$n o5Dk :Bw 高级选项和信息 pA'4|ffwe •同样，可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 a#cCp E  u@Ih GME 探测器位置的注释 dU&a{ $ku[ 关于探测器位置的注释 ~^NtO •在VirtualLab中，探测器默认位于基板后面的空气中。 .5^cb%B* •如果光栅包含在复杂的光学装置中，则必须这样做。 jD$,.A Vvz •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。 }^ApJS(FQ •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）。 R/~p>ap g8 •可以避免这些干涉效应的不良影响。 f(>p=%=O  fa E t6
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