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摘要 -~v;'zOO nP4jOq*H 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。 AXz'=T}{ ~0t] `<y=
 @+:S'mAQC U Fm E`|le 本用例展示了...... {Qg"1 +hhM •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构，例如： C -m
OtI - 矩形光栅界面 $
;~G - 过渡点列表界面 ;0P2nc:U~ - 锯齿光栅界面 j!qO[CJJ - 正弦光栅界面 AAxY {Z-4 •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 b qEwi[` H)G ^ Y1 光栅工具箱初始化 X'IW &^kI •初始化 ?o"wyF A* - 开始 ;Q:^|Fw!F 光栅 7y&Fb 通用光栅光路图 }aRV)F •注意：使用特殊类型的光栅，例如： 矩形形状， G nr] qxL 可直接选择特定的光路图。 qi.|oL9p *Ny^XQ_ X
 5<<e_n.2q U z>5!_ 光栅结构设置 z0t6}E<VIR •首先，必须定义基板（基块“Base Block”）的厚度和材料。 S92'\2
 g(7htWr4 •在VirtualLab中，光栅结构在所谓的堆栈（stack）中定义。 sT?Qlj 'Zd •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 z T6ng#
3o%JJ In&
4^1{UlCop
\( LKLlam •例如，选择第一个界面上的堆栈。 K M*sLC # U{q6_z|c 堆栈编辑器 57'=Qz52 •在堆栈编辑器(Stack Editor)中，可以从目录中添加或插入界面。 :@I?JSi •VirtualLab的目录提供了几种类型的界面。 所有界面都可以用来定义光栅。 (d | y/K% F,WMf
 X4>c(1 e
!u.{<51b 矩形光栅界面 w;vp X> J6;^: () •一种可能的界面是矩形光栅界面。 Z~F% K~( •此类界面适用于简单二元结构的配置。 B08q/ qi •在此示例中，由银制成的光栅位于玻璃基板上。 2mP|
hp? •为此，增加了一个平面界面，以便将光栅结构与基块分开。 'm# -)R! •在堆栈编辑器的视图中，根据折射率（黑暗表示更高），其他颜色表示不同的材料。 JAj<*TB.%
6*Qn9Q%p-
 ICo_O]
Ke M. 1R]x( | 矩形光栅界面 6Ii2rEzD •请注意：界面的顺序始终从基板表面开始计算。 k[R/RhHQ, •所选界面在视图中以红色突出显示。 <~!7? ak
 G1
%c<1Y •此外，此处无法定义光栅前方的介质（指最后一个接界面后面的介质）。 它自动取自光栅元件前面的材料。 D "j
=|4S# •可以在光路编辑器（Light Path Editor）中更改此材质。
%1 <No/  BoG/Hd .S •堆栈周期（Stack Period）允许控制整个配置的周期。 4JKB6~Y •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 (P~Jzp9u •如果是简单的光栅结构，建议选择“取决于界面周期”（Dependent from Period of Interface）选项，并选择适当的周期性界面索引。 %+|k>?&z7 Y iB]}/  1e l?f>
St-:+=V_
 p%+ 0^]v1 E
` Ualai 矩形光栅界面参数 YR'?fr •矩形光栅界面由以下参数定义 "
E72j. - 狭缝宽度（绝对或相对） M(HU^?B{' - 光栅周期 \)eHf
7H
- 调制深度 *#;8 mM •可以选择设置横向移位和旋转。 %/>\`d?
7'S/hV%
 T#6'] D
s0H_Y' 高级选项和信息 \NhCu $' •在传播菜单中，有几个高级选项可用。 g9}u 6q •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 {S%)GvrT •可以设置总级次数或衰逝波级次数 0*L|r Jf （evanescent orders）。 7 {RI`Er` •如果考虑金属光栅，这项功能非常实用。 $_k'!/ 5 •相反，在介质光栅的情况下，默认设置就足够了。 Hj
|~*kG 8A"[n>931  @ v/%^ bR?-B>EB •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 > C+0LF`U •层分解(Layer Decomposition)和过渡点分解(Transition Point Decomposition)设置可用于调整结构的离散化。 默认设置适用于几乎所有光栅结构。 v\r Os+.s •此外，有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 ?Pw# !t •分解预览(Decomposition Preview)按钮提供用于FMM计算的结构数据的描述。 折射率由色标表示。 rtvuAFiH
twz  k^Tu9}[W1 ioi0^aM 过渡点列表界面 [@kzC/Jq3 •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 !s.G$ JS< •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 MVjc.^ •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。 ' :g8a=L  W 0tBF&E" u9:;ft{}N 过渡点列表参数 `PSr64h:D •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 DG8$zl5 •上限（Upper Limit）必须设置为大于所需光栅周期一半的值，但在周期性结构的情况下自动设置。 @_ Aqk{3 C+P}R]cT"  +
h`:qB |?s %8c'w= •必须在周期化（Periodization）选项卡中设置此界面的周期。 vnk"0d. •此处，可以定义x方向和y方向的周期。 WaWT
5|A •在这种情况下，可以忽略内部和外部定义区域的设置，因为接口的扩展已经被周期性边界条件截断。 (loUO;S= qw%4j9}
 Lr)h>j6\ 5Ag]1 k{ 高级选项及信息 PfnhE>[>cf •同样，可以在高级设置选项卡页面上调整和研究分解结构的数据。 ~#I1!y~` J2aA"BhdC"
 GPP~*+n
Bf1GHn Xv 正弦光栅界面 s]L`&fY]O •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 =!U{vT •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 5y=X?hF~) •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： TUy*wp9 - 脊的材料：基板的材料 + ;Cq>1x, - 凹槽材料：光栅前面的材料 6 Y&OG >_\ <FS/'[P  l3-Ksw U 3WPMS/ 正弦光栅界面参数 8k_,Hni - 正弦光栅界面也由以下参数定义： 4DuZF
-y •光栅周期 "kP.Kx! •调制深度 e6s L N - 可以选择设置横向移位和旋转。 &`@,mUi{Ac - 由于这是光栅界面（类似于矩形和锯齿借口），因此不必选择周期。 E'XF n' Nj#!L~^h,  Zs+6Zd4f ^Xa-)Pu 高级选项和信息 0R_ZP12 •同样，可以在高级设置选项卡中调整和研究分解结构的数据。 HP] Xh~aP
WgE~H)_%
 S`0@fieOf &[ 3y_, 高级选项及信息 _<t3~{qUT •如果增加层数（例如，增加2倍），则离散化变得光滑。 eDaVoc3 %3xH<$Gq5  T]CvfvO5 锯齿光栅界面 14oD^`-t •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 a Mv •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 ]NTHit^EX •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： *ArzXhs[ - 脊的材料：基板的材料 Hd;>k$B - 凹槽材料：光栅前面的材料 zc/S ^4s#nf:}
 z W+wtYV4 Cc!n`%qc 锯齿光栅界面参数
vf5[x!4 •锯齿光栅界面也由以下参数定义： F<'g6 f - 光栅周期 (B$2)yZY - 调制深度 AqN(htGvx •此外，闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 jS R:ltd •可以选择设置横向移位和旋转。 )j6S<mn •由于这是光栅界面（类似矩形和正弦型），因此不必选择周期。 rzqCQZHL5
N66jFRA;x  &2QN^)q +pf 7 高级选项和信息 {tWfLfzU •同样，可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 ?\c*DNM'  $#KSvo{otI 探测器位置的注释 c:=Z<0S; 关于探测器位置的注释 pM X7Rl
•在VirtualLab中，探测器默认位于基板后面的空气中。 q/4PX •如果光栅包含在复杂的光学装置中，则必须这样做。 g@nE7H1V •但是，完美的平面和平行基板可能会产生一些干涉效应，而实际情况并非如此。 -$e\m]
}Z •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）。 zao ZCyJT% •可以避免这些干涉效应的不良影响。 M.|hnGX N  #wC4$y<>
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