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摘要 CQns:.`$` laQ{nSVBm 光栅结构广泛用于光谱仪、近眼显示系统等多种应用。VirtualLab Fusion通过应用傅立叶模态方法（FMM）以简易的方式提供对任意光栅结构的严格分析。在光栅工具箱中，可以通过使用堆栈内的各种接口或/和介质来配置光栅结构。 用于设置堆栈几何形状的用户界面是人性化的，并且可用于生成更复杂的光栅结构。 本用例中，介绍了基于界面的光栅结构的配置具体操作流程。 vUR@P
- o^3X5})sv
 SH5a&OVZhn "KKw\i 本用例展示了...... n c 9sfH3 •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构，例如： /4Yx B, - 矩形光栅界面 }G ^nK m - 过渡点列表界面 D16w!Mnz{K - 锯齿光栅界面 '&!:5R5 9 - 正弦光栅界面 mIW /x/I •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 aflBDo1c miB+'n"zS 光栅工具箱初始化 il[waUfmD •初始化 l&_PsnU - 开始 q+U&lw|"w 光栅 #: xv]qb`k 通用光栅光路图 >9Z7l63+} •注意：使用特殊类型的光栅，例如： 矩形形状， 2v`Q;%7O 可直接选择特定的光路图。 fn,
YH eZ |_wB'r
 i '3)5 <AN5>:k[pM 光栅结构设置 4G'-"u^g •首先，必须定义基板（基块“Base Block”）的厚度和材料。 #]*]qdQWV^
 >Q2k XwN •在VirtualLab中，光栅结构在所谓的堆栈（stack）中定义。 FnC Mr_ •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。
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P*/ig0_fM •例如，选择第一个界面上的堆栈。 9cQ;h37J> ,*Z/3at}5M 堆栈编辑器 jE2EoQ i, •在堆栈编辑器(Stack Editor)中，可以从目录中添加或插入界面。 'kHa_ •VirtualLab的目录提供了几种类型的界面。 所有界面都可以用来定义光栅。 ,0aRHy_^ qoSZ+ khS$
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"eIE5h 矩形光栅界面 vu~7Z;y(<j _Jn@+NoO •一种可能的界面是矩形光栅界面。 :_:o% •此类界面适用于简单二元结构的配置。 l {Xy %8 •在此示例中，由银制成的光栅位于玻璃基板上。 y]}N [l •为此，增加了一个平面界面，以便将光栅结构与基块分开。 9)$gD •在堆栈编辑器的视图中，根据折射率（黑暗表示更高），其他颜色表示不同的材料。 ^!Tq(t5V
q{XeR Q'/
 \xKhbpO~ QB#_Wn 矩形光栅界面 &#;lmYyaui •请注意：界面的顺序始终从基板表面开始计算。 ,VZ<r5NT •所选界面在视图中以红色突出显示。 5P[urOvV
 `8kL=%(h •此外，此处无法定义光栅前方的介质（指最后一个接界面后面的介质）。 它自动取自光栅元件前面的材料。 -/R?D1kOq •可以在光路编辑器（Light Path Editor）中更改此材质。 )v %tyU  <
49\B •堆栈周期（Stack Period）允许控制整个配置的周期。 SN;_.46k •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 #]J"j]L •如果是简单的光栅结构，建议选择“取决于界面周期”（Dependent from Period of Interface）选项，并选择适当的周期性界面索引。 :'sMrf_EA ^qNZ!V4T  y'_2|5!Qs
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 [Uw 3.CVh #kp +e)F 矩形光栅界面参数 YJ>P+e\o9 •矩形光栅界面由以下参数定义 }tbZ[:T{K - 狭缝宽度（绝对或相对） [ 0H]L{yV - 光栅周期 >g,i"Kg - 调制深度 .q'{ 3 •可以选择设置横向移位和旋转。 Hm]\.ZEy
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[fg-"-+:M 高级选项和信息 vP^V3 •在传播菜单中，有几个高级选项可用。 =QhK|C!$A •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 Jp(CBCG {F •可以设置总级次数或衰逝波级次数 c\VD8 : （evanescent orders）。 #0c;2}D •如果考虑金属光栅，这项功能非常实用。 ]~9YRVeC •相反，在介质光栅的情况下，默认设置就足够了。 oG=4&SQ eV\VR
!!i  R0 T{9,;[` cG 5u$B •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 7w.9PNhy •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。 L/)Q1Mm •此外，有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 V L;< +C~ •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。 [{6fyd;
G=& nwSL  ._6e#=
8>[o. xV 过渡点列表界面 .QB)Y* z •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 U4h5K}j4 •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 < mp_[-c •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。 FvDi4[F#  O |*-J &e99P{\D 过渡点列表参数 uYXkD#{ •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 ]l6niYVB2 •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。 <P#:dS%r ^AC2 zC  F BS]U$1 `(
_N9 .>B •必须在周期化（Periodization）选项卡中设置此界面的周期。 =}2k+v-B •此处，可以定义x方向和y方向的周期。 4oN*J +"=+ •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。 )^m"fQ+ nc;iJ /\4
 R,m|+[sl cnj32H^+ 高级选项及信息 "8/BVW^bv •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。 &S8, -~U [!U!
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Cp s' l 正弦光栅界面 5?8jj •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 &[_D'jm+S0 •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 _J>!K'Dz •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： O# Ho08*Xn - 脊的材料：基板的材料 "]U_o<V - 凹槽材料：光栅前面的材料 7myYs7N8[ 6Tsi^((Li  K1zH\wH MC%!>,tC 正弦光栅界面参数 HEF\TH9 - 正弦光栅界面也由以下参数定义： d?)Ic1][ •光栅周期 $j/#IzD1D •调制深度 zh9B8r)C - 可以选择设置横向移位和旋转。 :]9CdkaU - 由于这是光栅界面（类似于矩形和锯齿借口），因此不必选择周期。 r)oR `\7 K k|mV&3J  `IJ TO _ smHQ'4x9 高级选项和信息 {2L V0:k2 •同样，可以在高级设置选项卡中调整和研究分解结构的数据。 Wcki=ac\v!
iVA=D&eZ
 .@ @&q4= & na_Wp^; 高级选项及信息 [FeN(8hGS •如果增加层数（例如，增加2倍），则离散化变得光滑。 [@/s! i @ %XH%.Ps/  S0 ?e/VWy 锯齿光栅界面 jfp bD
/ •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 ~9c jc •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 >f(M5v(D\ •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： p%IVWeZnx - 脊的材料：基板的材料 kyr=q- y - 凹槽材料：光栅前面的材料 :Jo[bm
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 UoHNKB73 ;n.SRy6 锯齿光栅界面参数 .cB>ab& •锯齿光栅界面也由以下参数定义： 5EL&?\e - 光栅周期 ftP]WGSS> - 调制深度 fK+ [r1^ •此外，闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 i w I} •可以选择设置横向移位和旋转。 }ni@]k#q< •由于这是光栅界面（类似矩形和正弦型），因此不必选择周期。 CIAKXYM
lV gin5 4Q  )u]1j@Id : b << 高级选项和信息 P7*?E * •同样，可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 8" (j_~;  n\u3$nGL1` 探测器位置的注释 B*n_
VBd 关于探测器位置的注释 r=< 1* u •在VirtualLab中，探测器默认位于基板后面的空气中。 oWBjPsQ •如果光栅包含在复杂的光学装置中，则必须这样做。 0xUn#&A~ •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。 +5H1n (6) •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）。 | v:fP;zc •可以避免这些干涉效应的不良影响。 +Oc |Oo  ! XO" lS
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