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摘要 M,g $ DS ^ `:^hv 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。 s!?T$@a= /{!?e<N>
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i cm`x;[e6l 本用例展示了...... 7 ;SI= •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构，例如： =6xxZy[ - 矩形光栅界面 W$`p ,$ .n - 过渡点列表界面 -op(2 6:W< - 锯齿光栅界面 lx&;?QQ - 正弦光栅界面 [ Mp8" •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 :tT 6V(-W 9Bi{X_.9 光栅工具箱初始化 $kxP{0u •初始化 tjbI*Pw7( - 开始 b 2XUZ5 光栅 l [
Na vw 通用光栅光路图 ,XYtoZa •注意：使用特殊类型的光栅，例如： 矩形形状， .NT9dX 可直接选择特定的光路图。 wg=-&- +t*Ks_V,*
 CYZ0F5+t ,_I#+XiXY 光栅结构设置 E\vW>g*W •首先，必须定义基板（基块“Base Block”）的厚度和材料。 ~c${?uf
 BL H~`N3U •在VirtualLab中，光栅结构在所谓的堆栈（stack）中定义。 ehyCAp0oI •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 a$]i8AeG
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> _SqM! ^v •例如，选择第一个界面上的堆栈。 a
G\ O9R[F 堆栈编辑器 |%12Vr]J •在堆栈编辑器(Stack Editor)中，可以从目录中添加或插入界面。 52q<|MW% •VirtualLab的目录提供了几种类型的界面。 所有界面都可以用来定义光栅。 T[eb< >%c7|\q[ R
 d< b ,].
@<C<rB8R 矩形光栅界面 X%
X
&< WbGN
5?9Q •一种可能的界面是矩形光栅界面。 &z?:s •此类界面适用于简单二元结构的配置。 i2 G.<(3O •在此示例中，由银制成的光栅位于玻璃基板上。 @aUQy; •为此，增加了一个平面界面，以便将光栅结构与基块分开。 o>Q=V 0? •在堆栈编辑器的视图中，根据折射率（黑暗表示更高），其他颜色表示不同的材料。 EJ=ud9
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 % jSB9 #T$yQ;eQ 矩形光栅界面 mH /9J
•请注意：界面的顺序始终从基板表面开始计算。 $n* wS, •所选界面在视图中以红色突出显示。 y-lBaTE9
 F-PQ`@ZNW •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。 >wf.C% •可以在光路编辑器（Light Path Editor）中更改此材质。 i2X%xYv ^  `} S; _g! •堆栈周期（Stack Period）允许控制整个配置的周期。 Lb} $)AcC •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 pd}Cg'}X •如果是简单的光栅结构，建议选择“取决于界面周期”（Dependent from Period of Interface）选项，并选择适当的周期性界面索引。 XxLauJP
K N^%7  B;c2gu
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'd" .dKFQH iYJ 矩形光栅界面参数 Xhp={p ; •矩形光栅界面由以下参数定义 ZiaHL pk - 狭缝宽度（绝对或相对） ;3Z6K5z*f - 光栅周期 PdSYF JM - 调制深度 ]? lUe5F •可以选择设置横向移位和旋转。 !pxOhO.V
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[( *? 高级选项和信息 tO +Lf2Ni+ •在传播菜单中，有几个高级选项可用。 36UUt!}p •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 4KB>O)YNg' •可以设置总级次数或衰逝波级次数 raJv$P （evanescent orders）。 'J_`CS •如果考虑金属光栅，这项功能非常实用。 7 ~!F3W T{ •相反，在介质光栅的情况下，默认设置就足够了。 R3hyz~\x& ^=[b]*V  qu%}b>
B6.9hf •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 u{ 5+hZ •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。 qyL!>kZr@ •此外，有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 Y(B3M=j •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。 v@Qfx V2
OCE hwB0  y& 6 pc D\^\_r): 过渡点列表界面 OBL2W\{ •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 HpIW H* •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 ~_a$5Y •同样，平面界面用于将光栅材料或介质与其中一个基板分离。 MJ<jF(_= 
:: s k) _B7+n"t\r 过渡点列表参数 {ep.So6 •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 q aG8: •上限（Upper Limit）必须设置为大于所需光栅周期一半的值，但在周期性结构的情况下自动设置。 p(. z#o# 97vQM  _~bG[lX ! w5;d/r<q •必须在周期化（Periodization）选项卡中设置此界面的周期。 W~j >&PK,? •此处，可以定义x方向和y方向的周期。 nrKir •在这种情况下，可以忽略内部和外部定义区域的设置，因为接口的扩展已经被周期性边界条件截断。 ..Bf-)w AmB*4p5b
 cY z|Ux t6Nkv;)>@ 高级选项及信息 }U@(S>,% •同样，可以在高级设置选项卡页面上调整和研究分解结构的数据。 t5 k=ngA [F+*e=wjN>
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6"yIk4u : 正弦光栅界面 yOO@v6jO) •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 "' ~&D/7 •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 7 )*q@ •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： )yU SuK(Vu - 脊的材料：基板的材料 v 9" 03 =h - 凹槽材料：光栅前面的材料 8 *^*iEsR M8${&&[;  B^Hh rz! r*UE>_3J 正弦光栅界面参数 rPK 1# - 正弦光栅界面也由以下参数定义： %xdyG Al: •光栅周期 \G 2PK&)F •调制深度 2 %vG7o,# - 可以选择设置横向移位和旋转。 <OTx79m - 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。 ~z'Y(qG }p KKNZ `[  !M}Z K( R%"'k<`# 高级选项和信息 AbIYdFX B •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。 A`*Sx"~jdx
HjY! ]!4p
 .V@3zzv\ P52qt N< 高级选项及信息 "E nxVV •如果增加层数（例如，增加2倍），则离散化变得光滑。 (Q"~bP{F bzh:  l:*.0Tj 锯齿光栅界面 7n7UL0Oc1 •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 2E0oLl[ •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 EZ[e
a< •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： KebC$g@W - 脊的材料：基板的材料 , 8o
Y(h - 凹槽材料：光栅前面的材料 "] ]aF1 6L 3i
 p. KT=dZT 4P?@NJp 锯齿光栅界面参数 *fI\|%K •锯齿光栅界面也由以下参数定义： zT ")!Df>' - 光栅周期 _Zus4&' - 调制深度 W4=A.2[q •此外，闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 @ zT2!C?^L •可以选择设置横向移位和旋转。 >3&9Wbv> •由于这是光栅界面（类似矩形和正弦型），因此不必选择周期。 a~Yq0 d?`D
~)*uJ wW/a  "Fz1 :VV& ^G NL:D%6d 高级选项和信息 meZZQ:eSl •同样，可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 ,3W,M=j)  NG?g( 探测器位置的注释 xXCsJ9 ] 关于探测器位置的注释 .@psW0T% •在VirtualLab中，探测器默认位于基板后面的空气中。 DK 1{Z;Z •如果光栅包含在复杂的光学装置中，则必须这样做。 r%%@~ \z •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。 :(;ho.zz •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）。 |OIU)53A- •可以避免这些干涉效应的不良影响。 XQZiJ
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