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摘要
K~| 4[\ Mw;sLs u 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。 FSA1gAW6g
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 p{j.KI s7 c1E'$-
K@ 本用例展示了...... PEc=\? •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构，例如： j 'HZ\_ - 矩形光栅界面 njWL U! - 过渡点列表界面 `pGa~!vl - 锯齿光栅界面 _t Yx~J2.Q - 正弦光栅界面 7e V
di* •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 eep1I
:N 'LO^< 光栅工具箱初始化 `#;e)1 •初始化 R5X.^u - 开始 ,uSQNre\j 光栅 B Z?.D_bu 通用光栅光路图 hMykf4 •注意：使用特殊类型的光栅，例如： 矩形形状， d%V*|0c) 可直接选择特定的光路图。 H*$jc\
dC IX>d`O61*g
 =*r]) Vg^ Aj+2;]M 光栅结构设置 gk 0( ANx •首先，必须定义基板（基块“Base Block”）的厚度和材料。 5'X ]k@m_
 1$p2}Bf {n •在VirtualLab中，光栅结构在所谓的堆栈（stack）中定义。 @Bf%s(Uj+ •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 *%S"eWb
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 q)^Jj ?W
PqiB\~o@Z •例如，选择第一个界面上的堆栈。 f7X6fr< qa0 yg8,< 堆栈编辑器 g.zEn/SM •在堆栈编辑器(Stack Editor)中，可以从目录中添加或插入界面。 FXi{87F2 •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。 Nw1#M%/!r! Stu4t==U
 +h r@#n4A
Is{KN!Hw 矩形光栅界面 5a hVeY vJ-q*qM1 •一种可能的界面是矩形光栅界面。 LQngK7> •此类界面适用于简单二元结构的配置。 $D|e>U •在此示例中，由银制成的光栅位于玻璃基板上。 3tZ]4ms} •为此，增加了一个平面界面，以便将光栅结构与基块分开。 2gCX}4^3b •在堆栈编辑器的视图中，根据折射率（黑暗表示更高），其他颜色表示不同的材料。 s#)5h0t#du
+/ )#( j@
 5sx1Zq7 .U?'i< 矩形光栅界面 oaoU _ V •请注意：界面的顺序始终从基板表面开始计算。 gT#&"aP5S •所选界面在视图中以红色突出显示。 dAkgR~
 >76\nGO •此外，此处无法定义光栅前方的介质（指最后一个接界面后面的介质）。 它自动取自光栅元件前面的材料。 4:d H] •可以在光路编辑器（Light Path Editor）中更改此材质。 `O[};3O &  w ( /aiV •堆栈周期（Stack Period）允许控制整个配置的周期。 Ck dP #}f •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 o'f?YZ$. •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。 7:)n$,31FW 8p@Piy{p  p%*%n3bw
r0 ,:J
 pJt,9e6 n=c
2K c 矩形光栅界面参数 q( .:9A*0 •矩形光栅界面由以下参数定义 "F.;Dv9V[0 - 狭缝宽度（绝对或相对） vfE6Ggz
- 光栅周期 -/ g B|J - 调制深度 G}:lzOlMH •可以选择设置横向移位和旋转。 5[YDZ7g"~
-1U D0(
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@]-jl}:] 高级选项和信息 E~gyy]8& •在传播菜单中，有几个高级选项可用。 V I'hb'2 •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 ,kF}lo) •可以设置总级次数或衰逝波级次数 Gr^E+#; （evanescent orders）。 b7wvaRe. •如果考虑金属光栅，这项功能非常实用。 fH > NJK; •相反，在介质光栅的情况下，默认设置就足够了。 $l|qk z 0QOBL'{7)  = aoM ii S7L=#+Z •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 p~,]*y:XT •层分解(Layer Decomposition)和过渡点分解(Transition Point Decomposition)设置可用于调整结构的离散化。 默认设置适用于几乎所有光栅结构。 dK2p7 xo •此外，有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 ~ ?FpU •分解预览(Decomposition Preview)按钮提供用于FMM计算的结构数据的描述。 折射率由色标表示。 ^]a #7/]o
li 6%)  nEkR1^30 zOa_X~!@ 过渡点列表界面 _G.>+!"2/
•另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 <- D0 u?8 •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 %^>ju;i^O •同样，平面界面用于将光栅材料或介质与其中一个基板分离。 ktdW`R\+  /S (zff[at HAJ 7m!P 过渡点列表参数 HO}Hh[{V9 •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 ( m:Zk$ •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。 {'2@(^ 3 _cJ2\`M  pD01,5/ 2U:H54 5]] •必须在周期化（Periodization）选项卡中设置此界面的周期。 bdibaN-h •此处，可以定义x方向和y方向的周期。
S4h:|jLUF •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>"s )l[M
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 d~`x )B( m A*AeP_$ 高级选项及信息 f' aVV ! •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。 T|dY
2 .NvQm]N0.
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'toa@5 正弦光栅界面 +{W>i; U •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 (Xq )p y9 •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 vL\&6n~M> •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： TT4./R: - 脊的材料：基板的材料 L.1_(3NG - 凹槽材料：光栅前面的材料 lobGj8uxq d\61; C  NNE <L;u Tp-l^?O-p 正弦光栅界面参数 3`ELKq - 正弦光栅界面也由以下参数定义： !>e5z|1 •光栅周期 ,>eMG=C; g •调制深度 krC{ ed - 可以选择设置横向移位和旋转。 ~D5\O6mU- - 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。 lq> +~z X{ OZTPOz.  nZ@&2YPlem 7"w2$*4 '0 高级选项和信息 %_{tzXim •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。 `}l JH i
"E8zh| m o
 1!1 beR] `(f!*Ru@/z 高级选项及信息 I{lT> go •如果增加层数（例如，增加2倍），则离散化变得光滑。 zSSB>D I-WhH>9  k7>|q"0C 锯齿光栅界面 y6IX d W •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 FcRW;e8- •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 )YX 'N<[ •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： |iR T!
] - 脊的材料：基板的材料 $T`<Qq-r - 凹槽材料：光栅前面的材料 ewfP G,S N^pJS6cJkl
 :bWU uXVtJ Q`rF&)Q5 锯齿光栅界面参数 &%s8L\? •锯齿光栅界面也由以下参数定义： -|Y(V5] - 光栅周期 ;B?DfWX - 调制深度 Gu'rUo3 Do •此外，闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 9$Xu,y •可以选择设置横向移位和旋转。 cu% C" •由于这是光栅界面（类似矩形和正弦型），因此不必选择周期。 o4%y >d)
GHsilb a  ;Ww7"-=sw
l"!Ko G7 高级选项和信息 )@L'wW •同样，可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 #ssN027  XP1~d>j 探测器位置的注释 F@* +{1R 关于探测器位置的注释 Ci<ATho •在VirtualLab中，探测器默认位于基板后面的空气中。 *3& f qBg •如果光栅包含在复杂的光学装置中，则必须这样做。 c{&*w")J •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。 8 S<@" v •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）。 KM !k$;my •可以避免这些干涉效应的不良影响。 >zhO7,=,  Ojt`^r !V
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