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摘要 v. ,C"^ W WFg'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。 Tfgx>2 Zi 2 NgVF
 kkFE9:[-c& U\
y?P:yy 本用例展示了...... KC? h sID{ •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构，例如： 4fZ $&)0& - 矩形光栅界面 t[F tIj6 - 过渡点列表界面 2anx]QV4 - 锯齿光栅界面 l0u6nGkh - 正弦光栅界面 o'%F*>#v •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 l8% x(N4 >RBq& 'f 光栅工具箱初始化 u s4.-L •初始化 =6j
5, - 开始 _jK\+Z f 光栅 7J,W#Ql)5 通用光栅光路图 _W ]2~9 •注意：使用特殊类型的光栅，例如： 矩形形状， DhY9)>4M 可直接选择特定的光路图。 nV
McHN X`:(-3 T
 ,<|EoravH p2!x8`IB* 光栅结构设置 PFG):i-? •首先，必须定义基板（基块“Base Block”）的厚度和材料。 NV*aHci
 Vs8os+ •在VirtualLab中，光栅结构在所谓的堆栈（stack）中定义。 &.=d,XK N •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 1F/`* z
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 M$%aX,nk'
f>waF u- •例如，选择第一个界面上的堆栈。 2[9hl@=% 0d`s(b54;O 堆栈编辑器 P) ^K&7X •在堆栈编辑器(Stack Editor)中，可以从目录中添加或插入界面。 {^" c>'R •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。 mmTc.x h # u^F B
 YA Ng2L>MK
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~]Uo 矩形光栅界面 YqR
MVWcnk H]UM2. •一种可能的界面是矩形光栅界面。 @ L% 3} •此类界面适用于简单二元结构的配置。 He)v:AH •在此示例中，由银制成的光栅位于玻璃基板上。 1-r1hZ- •为此，增加了一个平面界面，以便将光栅结构与基块分开。 T9RR.
ng •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。 lb{*,S
t \DS}3pv
 lY.FmF}k _s|C0Pt 矩形光栅界面 1f~unb\Gg •请注意：界面的顺序始终从基板表面开始计算。 opte)=]J •所选界面在视图中以红色突出显示。 Ga. a"\F.V
 3)atqM)i •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。 r<UZ\ d - •可以在光路编辑器（Light Path Editor）中更改此材质。 6Nj\N oS  $w )yQ % •堆栈周期（Stack Period）允许控制整个配置的周期。 fg*IHha •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 `L]cJ0tAs •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。 c:>&Bg&,6T (] (:0H  la</IpC
9Fv1D
 $FNj>1 3-lJ] 7OT 矩形光栅界面参数 `rbTB3? •矩形光栅界面由以下参数定义 pzg|?U - 狭缝宽度（绝对或相对） Al5E - 光栅周期 w;&J._J - 调制深度 g"`BNI]Qp •可以选择设置横向移位和旋转。 Kxn/@@z>u
r0+lH:G*q
 i ' H{cN6
E2Q;1Re@ 高级选项和信息 :p;!\4)u •在传播菜单中，有几个高级选项可用。 Rf^$?D&^ •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 FWq+'Gk SV •可以设置总级次数或衰逝波级次数 blpX _N （evanescent orders）。 %\6|fKB4 < •如果考虑金属光栅，这项功能非常实用。 -= H* (M •相反，在介质光栅的情况下，默认设置就足够了。 B: \\aOEj |F =!0Id<  6 NPCp/ <1YINkRz •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 ,|D_? D)U •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。 Dq/_^a/1 •此外，有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 ,)TtI~6Q •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。 V7U& 8UPb
(OwAhjHE  B 7zyMh ,m;S-Im_Xr 过渡点列表界面 X; I:i%- •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 J -tOO •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 K+ZJSfO6 •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。 R 4"*<% 1  f!%G{G^` H=Scrvfx 过渡点列表参数 U_i% @ { •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 s~
||Vv! •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。 h sG~xRA\ 5$f
vI#NO<  Fa<>2KkOr K.) ionb •必须在周期化（Periodization）选项卡中设置此界面的周期。 }<R,)ZV^G •此处，可以定义x方向和y方向的周期。 kt`_n+G •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}ze ve 7k,pUC-w7c
 s B!#`kh \WS2g"( 高级选项及信息 f@S n1c,Mk •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。 Z| 3 fhaT 0R HKzk6~c
 {1?94rz
?,s]5 正弦光栅界面 d*qb^C{'" •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 o>|&k]W/ •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 S]!s)q-- z •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： .8o?` - 脊的材料：基板的材料 !8g419Yg - 凹槽材料：光栅前面的材料 Fl0(n #L E_q/*} ]pE  uu7 ?,WT zM+4<k_dH] 正弦光栅界面参数 7gWT [ - 正弦光栅界面也由以下参数定义： _V2^0CZ •光栅周期 Bo rr •调制深度 v~ 8Cp C - 可以选择设置横向移位和旋转。 ./ ]xn - 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。 #ovausK[7 Pj-.oS2dA  Sp7VH+ yj$$k~@ 高级选项和信息 8H'ybfed •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。 Z8Iqgz7|y
ol0i^d*9F
 ?^whK<"] sYEh>%mo^C 高级选项及信息 g6
H}a •如果增加层数（例如，增加2倍），则离散化变得光滑。 Z UyS+60 S j ly]  T_)g/,5> 锯齿光栅界面 z!M # •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 $:?Dyu(Il •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 .5" s[(S •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： /[=Yv! - 脊的材料：基板的材料 2Z-[x9t - 凹槽材料：光栅前面的材料 T@Bu Fr`]< O #<F "e;$
 w%?Zb[!& ;^T Sla+t+ 锯齿光栅界面参数 PNo9.-@G •锯齿光栅界面也由以下参数定义： ur:8`+"
( - 光栅周期 p[O\}MAd# - 调制深度 fN1b+ d~*6 •此外，闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 naro •可以选择设置横向移位和旋转。 =]r2;014
•由于这是光栅界面（类似矩形和正弦型），因此不必选择周期。 q@G}Hjn
}rvX}  'yosDT2{# N%,zME 高级选项和信息 i&1rf | •同样，可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 d
A'0'M  +1a 3^A\ 探测器位置的注释 L PS,\+ 关于探测器位置的注释 }= wor~ •在VirtualLab中，探测器默认位于基板后面的空气中。
0~z`>#W, •如果光栅包含在复杂的光学装置中，则必须这样做。 (Hmm^MV) •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。 3GNcn b •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）。 K YZ#.f@ •可以避免这些干涉效应的不良影响。 r7sA;Y\  ^D]J68)#a
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