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摘要 n
\&H~0X @x *,fk 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。 yy3`E}vX7 Q yQ[ H
 /Vx
EqIK -`t9@1P>
= 本用例展示了...... ,hT**(W •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构，例如： } R hSt] - 矩形光栅界面 : 'jVA - 过渡点列表界面 'I r - 锯齿光栅界面
9p4SxMMO - 正弦光栅界面 4 .(5m\s! •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 Ry WfoLc 2Z`Jr/ 光栅工具箱初始化 q+w] Xs; •初始化 Vk76cV
D - 开始 : ' pK 光栅 Ngm/ 5 Lc 通用光栅光路图 ]2[\E~^KU •注意：使用特殊类型的光栅，例如： 矩形形状， XuU>.T$] c 可直接选择特定的光路图。 Z 2$S'}F cBCC/ n
 iqsR]mab m/,8\+ 光栅结构设置 GW.Y= S •首先，必须定义基板（基块“Base Block”）的厚度和材料。 AD6 b
 'BVI ^H4 •在VirtualLab中，光栅结构在所谓的堆栈（stack）中定义。 lr
-+|>M) •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 _skE\7&>X
|n(b>.X
 i+I 1h=
J DOs.w •例如，选择第一个界面上的堆栈。 =#&+w[4?&. 9.6ni1a' 堆栈编辑器 B!)Tytm9u •在堆栈编辑器(Stack Editor)中，可以从目录中添加或插入界面。 w.=rea~ •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。 /-=h|A#Kh w`zS`+4
 xBqZ:
BQ
91k-os(4] 矩形光栅界面 v,iq,p)& EKmn@S-&P •一种可能的界面是矩形光栅界面。 9 *r l7 •此类界面适用于简单二元结构的配置。 bGlr>@;-r •在此示例中，由银制成的光栅位于玻璃基板上。 zq|N ltK •为此，增加了一个平面界面，以便将光栅结构与基块分开。 SzUH6|=.R= •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。 j& L@L.d
i3$pqNe
 > V >GiSni i> {0h3Y 矩形光栅界面
CUaL •请注意：界面的顺序始终从基板表面开始计算。 JDO n`7!w •所选界面在视图中以红色突出显示。 ?rdWhF]
 R~RE21kAc •此外，此处无法定义光栅前方的介质（指最后一个接界面后面的介质）。 它自动取自光栅元件前面的材料。 F$O $Y[ •可以在光路编辑器（Light Path Editor）中更改此材质。 uME_/S uO  ?MvL}o\| •堆栈周期（Stack Period）允许控制整个配置的周期。 jk% H+<FU` •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 lKS 2OOYC` •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。 uaha)W;'9 M L7 vP  >U]KPL[%
bj?=\u
 J!@R0U. Rq|] KAN 矩形光栅界面参数 6Z@T
/"mU( •矩形光栅界面由以下参数定义 Ejy o
oO45 - 狭缝宽度（绝对或相对） :fnK`RnaQ - 光栅周期 =(v'8?-- - 调制深度 = L{-Hu/j •可以选择设置横向移位和旋转。 Mh}vr%0;)
s Dsq:z
 9 )4_@rf %
ZCNO _g 高级选项和信息 Nema>T ] •在传播菜单中，有几个高级选项可用。 gy"<[N
.?c •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 hsYv=Tw3C •可以设置总级次数或衰逝波级次数 ##OCf CW （evanescent orders）。 q&LCMnv"P •如果考虑金属光栅，这项功能非常实用。 #jPn7 •相反，在介质光栅的情况下，默认设置就足够了。 BUyKiMW 49 J.c
yb  lZ )
qV!< &{ZUY3 •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 ?R4%z2rcW •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。 sR)jZpmC( •此外，有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 $|AasT5w •分解预览(Decomposition Preview)按钮提供用于FMM计算的结构数据的描述。 折射率由色标表示。 nL[G@1nR
ej \S c7.  SU jo%3R _SU6Bd/> 过渡点列表界面 A!R'/m'VG •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 eAG)+b •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 D?4bp'0 3 •同样，平面界面用于将光栅材料或介质与其中一个基板分离。 ]3 QW\k~  Hk=HO|&<XB 'UC1 !Z 过渡点列表参数 wGx H •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 j@{dsS: 6 •上限（Upper Limit）必须设置为大于所需光栅周期一半的值，但在周期性结构的情况下自动设置。 W mx3@] < s3 VD6xi7  @\W-=YKLg D/hq~- g •必须在周期化（Periodization）选项卡中设置此界面的周期。 `O0y8 •此处，可以定义x方向和y方向的周期。 QH?sx k2 •在这种情况下，可以忽略内部和外部定义区域的设置，因为接口的扩展已经被周期性边界条件截断。 ,
Y lS 5gb:,+
 }^^c/w_ ]kF1~kXBe 高级选项及信息 %OP|%^2 •同样，可以在高级设置选项卡页面上调整和研究分解结构的数据。 @|e
we. r 3jHg9M23[^
 '~1Zr uO
*eI {g 正弦光栅界面 M4% 3a j •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 l r@w 1* •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 "/ Gw`^t •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： 6{yn;D4 - 脊的材料：基板的材料 YGRb|P- - 凹槽材料：光栅前面的材料 : t /0 D]N)
 k$ p ND,Ws N 7YCg 正弦光栅界面参数 '%o^#gJ p - 正弦光栅界面也由以下参数定义： ln8es{q •光栅周期 A;o({9VH`Z •调制深度 "<^n@=g'q - 可以选择设置横向移位和旋转。 JVr8O`>T - 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。 c c/nzB pgZQ>%  &>QxL d# !YZKa- 高级选项和信息 *zW]IQ'A •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。 5u3KL
A
-Kc jnl92i
 qk(bA/+e F/3L^k] 高级选项及信息 (@;^uVJP •如果增加层数（例如，增加2倍），则离散化变得光滑。 =K}T; c q03+FLEfC  %5 nEyZOq 锯齿光栅界面 #)]/wqPoW •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 IM5[O}aq •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 i
^2A:6}? •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： Wh~,?}laj - 脊的材料：基板的材料 iyXd"O - 凹槽材料：光栅前面的材料 XODp[+xEEt S4-jF D)U
 w~Nat7nD nH Rk2l| 锯齿光栅界面参数 xEeHQ7J •锯齿光栅界面也由以下参数定义： 5HE5$S - 光栅周期 69apTx - 调制深度 r adP%W-U •此外，闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 8Op^6rX4 •可以选择设置横向移位和旋转。 xtKU;+# •由于这是光栅界面（类似矩形和正弦型），因此不必选择周期。 t1yOAb I
0Ub'=`]5a  ] yL+lv l-S0Gn/'X 高级选项和信息 [-\U)>MY(p •同样，可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 ,np|KoG|M  yPs6_Qo!p 探测器位置的注释 $)BPt GMGo 关于探测器位置的注释 NJV kn~< •在VirtualLab中，探测器默认位于基板后面的空气中。
Gv}Q/v •如果光栅包含在复杂的光学装置中，则必须这样做。 y6x./1Nb}< •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。 " Up(Vj@ •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）。 8eYEi •可以避免这些干涉效应的不良影响。 1i_%1Oip  %Lb
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