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摘要 QqiJun_m )sW6iR&_i 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。 v /R[?H) l'*^$qc
 mRhd/|g* &yx NvyA[u 本用例展示了...... <NG/i i= •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构，例如： q=6Cc9FN - 矩形光栅界面 `DLp<_z>
- 过渡点列表界面 GilQtd3\ - 锯齿光栅界面 C4QeDvpI - 正弦光栅界面 erx 5j\ •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 K8HIuQ!= w9RF2J 光栅工具箱初始化 d/D,P=j" •初始化 hv+|s( - 开始 DR:8oo&E 光栅 Fe!D%p Qv 通用光栅光路图 #z ON_[+s9 •注意：使用特殊类型的光栅，例如： 矩形形状， O 'k+7y 可直接选择特定的光路图。 T@TIz z q0,kDM66
 q#P$'7" 4k8*E5cx 光栅结构设置 q7X}MAW •首先，必须定义基板（基块“Base Block”）的厚度和材料。 G'
B lp
 Y3-gUX*w0 •在VirtualLab中，光栅结构在所谓的堆栈（stack）中定义。 C5P$ &s\ •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 IY=/` g
& + KyPY+
 XC[]E) 8
Btj#EoSI_ •例如，选择第一个界面上的堆栈。 Ve{n<{P ^Ye\u 1n4 堆栈编辑器 TG}d3ZU
! •在堆栈编辑器(Stack Editor)中，可以从目录中添加或插入界面。 @;vNX*-J •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 ^N* !p9)CjQ "
 ! Tx&vtq
96d~~2p 矩形光栅界面 HcRa`Sfc]/ [J^ •一种可能的界面是矩形光栅界面。 *5_V*v 6 •此类界面适用于简单二元结构的配置。 C5xag#Z1 •在此示例中，由银制成的光栅位于玻璃基板上。 (n,u|}8Y •为此，增加了一个平面界面，以便将光栅结构与基块分开。 <aJ $lseG •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。 Ck\7F?S
# 05jC6
 >M]6uf {C3U6kKs;R 矩形光栅界面 H`~;|6}]n •请注意：界面的顺序始终从基板表面开始计算。 $B;_Jo\| •所选界面在视图中以红色突出显示。 ,~COZi;R.D
 OS -sk! •此外，此处无法定义光栅前方的介质（指最后一个接界面后面的介质）。 它自动取自光栅元件前面的材料。 Z(j{F<\jS •可以在光路编辑器（Light Path Editor）中更改此材质。 ~ 3^='o  T*?s@$)m4 •堆栈周期（Stack Period）允许控制整个配置的周期。 kH'p\9= •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 .N,&Uv- •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。 Q_]d5pl ]1D%zKY%$Z  $&{ti.l
]mQw,S)/"
 .%}?b ~
~*M$O & 矩形光栅界面参数 ?+ ~cA^-3T •矩形光栅界面由以下参数定义 |?d#eQ9a - 狭缝宽度（绝对或相对） Kz jC/1sd - 光栅周期 . Obn&S - 调制深度 `0ZZ/]
!L •可以选择设置横向移位和旋转。 O:'?n8rWL
(hB?
 7Y m(n8
g:7,~}_}^ 高级选项和信息 6sJw@Oa J •在传播菜单中，有几个高级选项可用。 ~g E:- •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 hoM|P8
}rh •可以设置总级次数或衰逝波级次数 xe4Oxo （evanescent orders）。 hA}~es=c •如果考虑金属光栅，这项功能非常实用。 |F[=b'? •相反，在介质光栅的情况下，默认设置就足够了。 lx |5?P r@U3sO#N  J@_ctGv =PkO!M m8 •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 slu(SmQ •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。 O s&n •此外，有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 )@gZ; `n •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。 0v)bA}k
6Wj^*L!  WOLuw% D}3T|N 过渡点列表界面 lDc-W =X= •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 }|\d+V2On •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 # 3$\Iu •同样，平面界面用于将光栅材料或介质与其中一个基板分离。 ke_ [  ^T5X)Nu{=C ~]HN9R^& 过渡点列表参数 )+P]Vf\ jH •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 JL=U,Mr6 •上限（Upper Limit）必须设置为大于所需光栅周期一半的值，但在周期性结构的情况下自动设置。 7F^#o-@=J B9R(&<4  .zg8 i_ C x<0 H •必须在周期化（Periodization）选项卡中设置此界面的周期。 N8toxRu •此处，可以定义x方向和y方向的周期。 |re}6#TgcT •在这种情况下，可以忽略内部和外部定义区域的设置，因为接口的扩展已经被周期性边界条件截断。 \1"'E@+
O.`Jl%
 ^3VR-u <O r] @0eb
高级选项及信息 S! Rc|6y% •同样，可以在高级设置选项卡页面上调整和研究分解结构的数据。 ` x8J NLS"eD m
 U b1hHA*)
:bu>],d-8' 正弦光栅界面 {\H/y c|@ •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 IW=cym7 •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 qfY5Ww$ 8 •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： IU FH:w] - 脊的材料：基板的材料 G!w"{Bk?9 - 凹槽材料：光栅前面的材料 in+}/mwfC 5|3e&  qgIb/6;xQ 7ELMd{CD 正弦光栅界面参数 ">f erhN9 - 正弦光栅界面也由以下参数定义： z]B]QB
Y[ •光栅周期 Od+6 -J •调制深度 < 8,o50`B - 可以选择设置横向移位和旋转。 W1fW}0
- 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。 8Jf.ECQT [B@'kwD\l  <q*oV Z4<L$i;/jN 高级选项和信息 F+R?a+ e •同样，可以在高级设置选项卡中调整和研究分解结构的数据。 pl@O
N"=[
O[tvR:Nh
 k@ zy oSiMpQu08 高级选项及信息 A.<H>=Z# O •如果增加层数（例如，增加2倍），则离散化变得光滑。 ;g {qYj_ theZ ]5_C  Grs]d-xI 锯齿光栅界面 {{ V8;y
•另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 |*Z$E$k: •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 ?
WJ> p •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： SJD@&m%?[ - 脊的材料：基板的材料 #/PA A - 凹槽材料：光栅前面的材料 ~ wg:!VWA) zvABU+{jD
 V5+SWXZ SG b;!T * 锯齿光栅界面参数 " \I4u{zC •锯齿光栅界面也由以下参数定义： KiG p[eb - 光栅周期 }Zl&]e - 调制深度 ::_ i@r •此外，闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 y#}cC+; •可以选择设置横向移位和旋转。 $kR N
h6 •由于这是光栅界面（类似矩形和正弦型），因此不必选择周期。 / mo(_
*s@Q tgu  vJAZ%aW 3u%{d G a 高级选项和信息 P[s8JDqu •同样，可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 o7IxJCL=Q  jzU .B u. 探测器位置的注释 KWLbD# 关于探测器位置的注释 'SQG>F Uy •在VirtualLab中，探测器默认位于基板后面的空气中。 h iN EJ_f •如果光栅包含在复杂的光学装置中，则必须这样做。 l5L.5 $N •但是，完美的平面和平行基板可能会产生一些干涉效应，而实际情况并非如此。 !i=nSqW •因此，为了计算光栅效率，应将探测器设置在基板材料内（同样适用于大多数光栅评估软件）。 =zwOq(Bh W •可以避免这些干涉效应的不良影响。 mPq$?gdp  %Uz(Vd#K
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