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摘要 ![0\m2~iv LW{7|g 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。 Nw/4z$].J oDrfzm|[Y
 l> W?XH zr-HL:js 本用例展示了...... xKv\z1ra •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构，例如： T9} G:6 - 矩形光栅界面 e)zE*9 - 过渡点列表界面 p? > (y - 锯齿光栅界面 g\, pZ]0i - 正弦光栅界面 &&nvv &a •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 :uSo 2d pW 2NrBq@w 光栅工具箱初始化 kD8$ir'UYG •初始化 .! /DM-C - 开始 tMR&>hM 光栅 NhU~ 'k 通用光栅光路图 +? E~F •注意：使用特殊类型的光栅，例如： 矩形形状， Y[R veF 可直接选择特定的光路图。 HQCxO? < v>^#/.0
 !D!~4h) &CpxD."8x 光栅结构设置 "3(""0 Q •首先，必须定义基板（基块“Base Block”）的厚度和材料。 jAie[5
 =\"88e;b2
•在VirtualLab中，光栅结构在所谓的堆栈（stack）中定义。 3" NO"+Q •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 P<ElH 3J`
m9 o{y6_j*
 o^& u?F 9
O3/] [\ •例如，选择第一个界面上的堆栈。 6! *be|<& ikX"f?Q;S2 堆栈编辑器 o $;t •在堆栈编辑器(Stack Editor)中，可以从目录中添加或插入界面。 ^~9fQJNs •VirtualLab的目录提供了几种类型的界面。 所有界面都可以用来定义光栅。 eyUguA<lK\ @a$_F3W
 Kkcb' aDR
K|,P 矩形光栅界面 EmNJ_xY t(AW2{% } •一种可能的界面是矩形光栅界面。 w I8 •此类界面适用于简单二元结构的配置。 b
5<&hN4g •在此示例中，由银制成的光栅位于玻璃基板上。 <`rmQ`(}s •为此，增加了一个平面界面，以便将光栅结构与基块分开。 CT1@J-np •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。 1y'8bt~7Pf
`?E |frz[
 o&0fvCpW >cU#($X$^ 矩形光栅界面 _N)/X|=~s •请注意：界面的顺序始终从基板表面开始计算。 !IF]P# •所选界面在视图中以红色突出显示。 gR1vUad7
 q)te/ J@ •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。 ?1w{lz(P •可以在光路编辑器（Light Path Editor）中更改此材质。 [$M=+YRHMW  (K xI* •堆栈周期（Stack Period）允许控制整个配置的周期。 P k X4 ! •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 ]8@s+ N •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。 VaP9&tWXj D+#OB|&Dn  I]Ev6>=;
xB-\yWDZe
 :j^I XZW M^IEu } 矩形光栅界面参数 K|L&mL&8 •矩形光栅界面由以下参数定义 PWci D '! - 狭缝宽度（绝对或相对） qlSI| @CO - 光栅周期 B|d-3\ sn - 调制深度 |BGB60}]f •可以选择设置横向移位和旋转。 <<'%2q5
lCafs IB
 CWT#1L=
]31>0yj[Q 高级选项和信息 $40G$w •在传播菜单中，有几个高级选项可用。 P* X^)R •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 !0-K B# •可以设置总级次数或衰逝波级次数 W ( 5XcP( （evanescent orders）。 ;k ?Z,M: •如果考虑金属光栅，这项功能非常实用。 \ k4tYL5 •相反，在介质光栅的情况下，默认设置就足够了。 LV2#w_^I S)LvYOOB@  =csh=V@s J.;! l •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 i%@blz:_Y •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。 [~NJf3c" •此外，有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 Xwp6] lx •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。 : ;
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qu\cU(H|  >}T}^F e5AZU7% . 过渡点列表界面 M mmg3%G1 •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 e"#QUc( •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 P2Jo^WS •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。 MO^Q 8v  Z tl?*zL Mz7qC3Z 过渡点列表参数 :6gRoMb] •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 6Y`rQ/F •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。 gmqA 5W~y V15 /~  ^'%Q>FVb &|-jU+r} B •必须在周期化（Periodization）选项卡中设置此界面的周期。 ZH)Jq^^RI •此处，可以定义x方向和y方向的周期。 A)#w ~ X4 •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。 ~xLo0EV " mE\)j*Nnv
 Mfn^v:Q# >P+o NY 高级选项及信息 M!Y Gv
•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。 A$g'/QM ]u^ybW"
 ]SA Gh|+xl
~Ede5Vg!!2 正弦光栅界面 AC\y|X8- •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 l,6' S8= •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 U ;A,W$<9 •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： (}5 }; v - 脊的材料：基板的材料 n/Dg)n? - 凹槽材料：光栅前面的材料 Uw]o9 e0S O2":)zU.  *~~J1.ja> ay
=B<|! 正弦光栅界面参数 j115:f - 正弦光栅界面也由以下参数定义： R , #szTu •光栅周期 ]4/C19Fe! •调制深度 n {\d - 可以选择设置横向移位和旋转。 FJq g, - 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。 Jz 4;7/ ' pyIMB?x  t%%zuq F` ~# \{'< 高级选项和信息 gL~3z'$ •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。 \x<,Ma=D
IA Ws}xIly
 &1Y7Ne nXk9
IG( 高级选项及信息 $> ;| •如果增加层数（例如，增加2倍），则离散化变得光滑。 E@%1HO_ mE;^B%v  bxPJ5oT 锯齿光栅界面 i1X!G|Awfv •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 BUdO:fr •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 M;W&#Fz% •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： M1]w0~G - 脊的材料：基板的材料 "!&
o|!2 - 凹槽材料：光栅前面的材料 0eKLp8;Lh Rqbz3h~
 G0kF[8Am <Qr*!-Kc6 锯齿光栅界面参数 ;pS+S0U
•锯齿光栅界面也由以下参数定义： >Hmho' - 光栅周期 j+>[~c;0) - 调制深度 t\]kVo) •此外，闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 H]*B5Jv~ •可以选择设置横向移位和旋转。 "$b{EYq6 •由于这是光栅界面（类似矩形和正弦型），因此不必选择周期。 mE=Tj%+ x
4uH}
SG[  {t4':{Y+ cd~ QGP_C 高级选项和信息 's5H_ah •同样，可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 @ Z7s3b  p.<d+S< 探测器位置的注释 e A3 NyL 关于探测器位置的注释 bMsThoePT •在VirtualLab中，探测器默认位于基板后面的空气中。 A/&u /?*C •如果光栅包含在复杂的光学装置中，则必须这样做。 CKSs(-hkJ •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。 ~[kI! [ •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）。 J*zQ8\f=} •可以避免这些干涉效应的不良影响。 [h_d1\ Cr  z
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