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摘要 g!9|1 z E>`|?DE@ 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。 dP`B9>r 3xiDt?&H
 ZDov2W tBX71d
T 本用例展示了...... e6^}XRyf •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构，例如： S5d - 矩形光栅界面 "\ =Phqw - 过渡点列表界面 h_Sk X@"/- - 锯齿光栅界面 =%c\<<]aV - 正弦光栅界面 8_"NF%%(n •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 +w"?q'SnF q alrG2
光栅工具箱初始化 _ElG&hyp •初始化 D2=zrU3Y64 - 开始 ncUS8z 光栅 k[,0k P; 通用光栅光路图 8@RtL,[d •注意：使用特殊类型的光栅，例如： 矩形形状， sx}S,aIU 可直接选择特定的光路图。 _uXb>V*8 e `OQ6|.k8
 b dG@%K', d ez4g 光栅结构设置 =%7s0l3z •首先，必须定义基板（基块“Base Block”）的厚度和材料。 P,9Pn)M|
 b4WH37,lA •在VirtualLab中，光栅结构在所谓的堆栈（stack）中定义。 '2Zv K •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 y%spI/(
L"n)fe$
 ;_2+Y^Qb
) nFyHAy- •例如，选择第一个界面上的堆栈。 z^z`{B r a>2< 堆栈编辑器 _(I6o •在堆栈编辑器(Stack Editor)中，可以从目录中添加或插入界面。 Hmt2~>FI[ •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。 =0 !j"z= egURRC!
 #V%98| "
y@I t#!u0 矩形光栅界面
>]~|Nf/i ^$sq U •一种可能的界面是矩形光栅界面。 2# r4dr0 •此类界面适用于简单二元结构的配置。 ,i sjiy
J •在此示例中，由银制成的光栅位于玻璃基板上。 Da d$_% •为此，增加了一个平面界面，以便将光栅结构与基块分开。 mt`CQz"_ •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。 >#k-
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[uLs M<C
 q=V'pML [.1ME lM 矩形光栅界面 l`i97P?/W •请注意：界面的顺序始终从基板表面开始计算。 e}S+1G6r) •所选界面在视图中以红色突出显示。 )>S,#_e*b
 (xRcG+3]; •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。 ^|]Dg &N. •可以在光路编辑器（Light Path Editor）中更改此材质。 ?s3S$Ih  W)/^*,
Q7 •堆栈周期（Stack Period）允许控制整个配置的周期。 tiHR&v •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 d]" 4aS •如果是简单的光栅结构，建议选择“取决于界面周期”（Dependent from Period of Interface）选项，并选择适当的周期性界面索引。 qc 5[ e G3%Ju=  XNv2xuOc J
qq]Iy =
 8.Y|I5l7G |E.BGdS 矩形光栅界面参数 )<:TpMdUk •矩形光栅界面由以下参数定义 Y`Io}h G$ - 狭缝宽度（绝对或相对） G0Qw&
mqF - 光栅周期 I hYR4?e - 调制深度 ZcQu9XDIt •可以选择设置横向移位和旋转。 <7`zc7c]#
$i5J}
 *{!Y_FrL
.8Bo5)q$a- 高级选项和信息 X3X_=qzc •在传播菜单中，有几个高级选项可用。 z+yIP ?s}( •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 .
yg# •可以设置总级次数或衰逝波级次数 RbXR/Rd （evanescent orders）。 %dFJ'[jDL •如果考虑金属光栅，这项功能非常实用。 |#kY_d)10 •相反，在介质光栅的情况下，默认设置就足够了。 b' y* \9Ru f,KB B BbG  voRry6Q; v# d\YV{I •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 pUb1#= •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。 Y}N\|*ye- •此外，有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 ~<m^ •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。 0f.j W O
0)332}Oh  =abcLrf2G ?<TJ}("/ 过渡点列表界面 d*0 RBgn •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 E,}{ iqAb •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 hx$61 E= •同样，平面界面用于将光栅材料或介质与其中一个基板分离。 -}|L<~  ehr-o7]( 1 _?8 OU 过渡点列表参数 iM)K:L7d •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 SG&,o =I$ •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。 ApXf <MAy d8wVhZKI"  yu6 { 6 [
q"u, Tnc; •必须在周期化（Periodization）选项卡中设置此界面的周期。 IMH4GVr" •此处，可以定义x方向和y方向的周期。 Mh. 1 KI[t •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。 (?7=,A7^ iZ-R%- }B
 5@w6pda 1
:p' 高级选项及信息 `$B?TNuch7 •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。 @MES.g Sfz1p
 g Ed A
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?,>3uD# 正弦光栅界面 mH& 7{2r •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 &Q883A
J •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 ](w)e
p~;3 •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： )S g6B;CJ - 脊的材料：基板的材料 nF <K84 - 凹槽材料：光栅前面的材料 L,[Q/ $S8 u}[ a  ]#)(D-i q? ' 4& 正弦光栅界面参数 .N X9A b - 正弦光栅界面也由以下参数定义： M: /NW-: •光栅周期 hCcI]#S& •调制深度 gjDNl/r/
- 可以选择设置横向移位和旋转。 .SD-6GVD - 由于这是光栅界面（类似于矩形和锯齿借口），因此不必选择周期。 >GGM76vB=, A@}5'LzL  )@NFV*@I WNGX`V,d 高级选项和信息 I zpE|8l •同样，可以在高级设置选项卡中调整和研究分解结构的数据。 vB8$Qx\J
&n6{wtBP
 D$hQ-K
8G:/f3B = 高级选项及信息 o$*( N •如果增加层数（例如，增加2倍），则离散化变得光滑。 {N4 'g_ L 4j#0I]lq  5n3yc7NPP 锯齿光栅界面 [oh LG_9 •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 IVNH.g' •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 gNB+e5[; 2 •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： 9 C[~*,qx - 脊的材料：基板的材料 ieZ$@3#&z - 凹槽材料：光栅前面的材料 $6rm;UH *D? =Ts
 ihrf/b J!uG/ U s 锯齿光栅界面参数 s2O()u- •锯齿光栅界面也由以下参数定义： A8'RM F1 - 光栅周期 f24W*#IX - 调制深度 tbS hSbj •此外，闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 ${Un#]g •可以选择设置横向移位和旋转。 @_ %RQO_X •由于这是光栅界面（类似矩形和正弦型），因此不必选择周期。 TKB8%/_p
D$}hoM1  //63|;EEkl YV.' L 高级选项和信息 QX=TuyO •同样，可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 ?Lg<)B9
 2;v:Z^& 探测器位置的注释
_E C7r>V& 关于探测器位置的注释 syl 7i>P •在VirtualLab中，探测器默认位于基板后面的空气中。 //7YtK6 •如果光栅包含在复杂的光学装置中，则必须这样做。 ]? y~;-^ •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。 [7I:Dm •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）。 <2pp6je\0s •可以避免这些干涉效应的不良影响。 Y#F.{ i  Kv@P Uzu
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