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摘要 ?.46X^ 7 m{lOR 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。 bej(Ds0 hJEd7{n
 P51M?3&=l <a6pjx>y 本用例展示了...... Fc1!i8vv •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构，例如： 90Ki.K 0 - 矩形光栅界面 Fc5.?X- - 过渡点列表界面 JQ1MuE' - 锯齿光栅界面 Pao^>rj - 正弦光栅界面 ^jMrM.G Y •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 R.^]{ 5 q5(t2nNb 光栅工具箱初始化 "JB4 Uaa •初始化 RpivO, - 开始 9eMle?pF 光栅 %10ONe} 通用光栅光路图 x6UXd~
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e •注意：使用特殊类型的光栅，例如： 矩形形状， xuK"pS 可直接选择特定的光路图。 zXY8:+f r].n=455[
 Q HR,p/p EqW~K@ 光栅结构设置 5kiW@{m •首先，必须定义基板（基块“Base Block”）的厚度和材料。 $tmdE )"&
 vE:*{G;Y •在VirtualLab中，光栅结构在所谓的堆栈（stack）中定义。 uHg q"e •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 9J3fiA_
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 E_ns4k#uG
nI*.(+h •例如，选择第一个界面上的堆栈。 @_+aX., V]zc-gYI 堆栈编辑器 )5}<@Q l •在堆栈编辑器(Stack Editor)中，可以从目录中添加或插入界面。 T*x2+(r •VirtualLab的目录提供了几种类型的界面。 所有界面都可以用来定义光栅。 aK_5@8+ZD l0Q5q)U1A
 6'# 5Dqw"r
=:]ps<Qx 矩形光栅界面 r<vMp'u 7f>=-sv •一种可能的界面是矩形光栅界面。 z?o8h
N\ •此类界面适用于简单二元结构的配置。 m +(Cl#+ •在此示例中，由银制成的光栅位于玻璃基板上。 =D`8,n [ •为此，增加了一个平面界面，以便将光栅结构与基块分开。 =
lo .LFV •在堆栈编辑器的视图中，根据折射率（黑暗表示更高），其他颜色表示不同的材料。 q1}!O kr"2
Q~,Mzt"}W
 up5f] :! p!UR;xHI\ 矩形光栅界面 (4YLUN&1O$ •请注意：界面的顺序始终从基板表面开始计算。 b$_8 1i •所选界面在视图中以红色突出显示。 e5' I W__
 42dv3bE " •此外，此处无法定义光栅前方的介质（指最后一个接界面后面的介质）。 它自动取自光栅元件前面的材料。 . &^p@A~ •可以在光路编辑器（Light Path Editor）中更改此材质。 }+@9[Q
L  [HILK `@@ •堆栈周期（Stack Period）允许控制整个配置的周期。 0kE[=#'.' •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 j?K$w` •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。 J2z /XHS Kip&YB%rk  : K|
H/kht
OC= &!<
 ;R?@
D] K%z!#RyJ4 矩形光栅界面参数 ?N Mk|+ •矩形光栅界面由以下参数定义 T fLqxioqZ - 狭缝宽度（绝对或相对） 4XpWDfa.} - 光栅周期 2"ax*MQH<^ - 调制深度 <],{at` v •可以选择设置横向移位和旋转。 rB[ J*5v
CF bNv9GZj
 8['R D`O
Btm ,'kBG 高级选项和信息 $TIeeTB •在传播菜单中，有几个高级选项可用。 &L8RLSfX •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 xw #CwMbbi •可以设置总级次数或衰逝波级次数 v)
n- （evanescent orders）。 i'ap8Dr •如果考虑金属光栅，这项功能非常实用。 /!5Wd(: •相反，在介质光栅的情况下，默认设置就足够了。 )?rq8VO M$K% e  82LE9<4A F^%w%E\ •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 j`_S%E% X •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。 a'VQegP(f\ •此外，有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 DDrR9}k •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。 ]_s3<&R
Df6i*Ko|  {$frR "K 2 -4N)q 过渡点列表界面 (| QJ[@?q •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 : >&q?xvA •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 tq
L(H25z •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。 GHv6UIe&  CNNqS^ct MLDzWZ~}ef 过渡点列表参数 `O\>vn •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 gVG^R02#<k •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。 Z )rW>I
't<iB&wgF  Sz0PZtJ ? }HK!feU •必须在周期化（Periodization）选项卡中设置此界面的周期。 'va[)~! •此处，可以定义x方向和y方向的周期。 3&-rOc •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。 BE?]P?r? tJ(xeb
 OUulG16kK I\) `,w 高级选项及信息 bDl:,7; •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。 fK/ : P+CV4; Xz
 ;$D,w
" c%wq 0 正弦光栅界面 yy3rh(ea •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 JH?ohA •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 LW1 4 'A} •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： s#$t!F??9 - 脊的材料：基板的材料 /H'- }C - 凹槽材料：光栅前面的材料 gP MR,TU oG,>Pk  ?m)<kY fJ}e 正弦光栅界面参数 +<E#_)}`D6 - 正弦光栅界面也由以下参数定义： cK$yr)7 •光栅周期 Z %pc" •调制深度 -zK>{)Z=q - 可以选择设置横向移位和旋转。 _T)y5/[ - 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。 `EKf 1U\FI m>uG{4< -  2}^=NUM\NX I9kz)Q o 高级选项和信息 TuwP'g[ •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。 (;fJXgj.
Pt"K+]Ym
 \Z5Wp5az}, S}C [ 高级选项及信息 1Ek3 ^TOv7 •如果增加层数（例如，增加2倍），则离散化变得光滑。 R>c>wYt'f gJ l^K  S9dx rm? 锯齿光栅界面 W ^<AUT •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 aImzK/ •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 X;LYGJ {Xk •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： "ku[ b\W - 脊的材料：基板的材料 $:u*)&"t| - 凹槽材料：光栅前面的材料 ~~yng-3)1 +?\JQ|
 kF1$ CaYb}.:AX 锯齿光栅界面参数 JE O$v|X •锯齿光栅界面也由以下参数定义： [#KY.n - 光栅周期 9d 1k m~ - 调制深度 O/eZ1YAC •此外，闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 W'6DwV| •可以选择设置横向移位和旋转。 rQv5uoD •由于这是光栅界面（类似矩形和正弦型），因此不必选择周期。 s8
WB!x {t
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._  4 QQt 0u0 ij]UAJ}t 高级选项和信息 #ed|0 •同样，可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 + }"+  aQoB1 qd8 探测器位置的注释 @Z/jaAjUC 关于探测器位置的注释 8cO?VH,nk •在VirtualLab中，探测器默认位于基板后面的空气中。 "'5(UiSFz •如果光栅包含在复杂的光学装置中，则必须这样做。 8i;1JA •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。 |-JG _i •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）。 7c_2.T@4 •可以避免这些干涉效应的不良影响。 |0Z J[[2  ];5J
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