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摘要 b7uxCH]Z
>IT19(J;A 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。 R(t1Ei.-? s!g06F
 jx=5E6(h a62'\wF>D 本用例展示了...... yhPO$L •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构，例如： S'
<X) - 矩形光栅界面 @r130eLh - 过渡点列表界面 6?`3zdOeO - 锯齿光栅界面 k00&+C - 正弦光栅界面 q2{Aq[ •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 vB?(| 7;8DKY q 光栅工具箱初始化 nSSj&q- O •初始化 lWyg_YO@ - 开始 {SRv=g 光栅 "AuU5G 9'I 通用光栅光路图 &Hj1jM' •注意：使用特殊类型的光栅，例如： 矩形形状， #;(Q \ 可直接选择特定的光路图。 0Yo(pW,k 1m{c8Z.h/d
 "KHe6otmi_ -s_=4U, 光栅结构设置 hpBn_ •首先，必须定义基板（基块“Base Block”）的厚度和材料。 b/]@G05> >
 0l'"idra •在VirtualLab中，光栅结构在所谓的堆栈（stack）中定义。 M> rertUR •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 Xw'Y
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%;ZDw@_< •例如，选择第一个界面上的堆栈。 U|jip1\ Fo;. 堆栈编辑器 4 yDWVd; •在堆栈编辑器(Stack Editor)中，可以从目录中添加或插入界面。 E]g y5y •VirtualLab的目录提供了几种类型的界面。 所有界面都可以用来定义光栅。 cs-d vpMZ j"4]iI+ {"
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^@-qnU lH 矩形光栅界面 Egm-PoPe =vD}O@tN •一种可能的界面是矩形光栅界面。 # n\|Q\W •此类界面适用于简单二元结构的配置。 ;/~%D( •在此示例中，由银制成的光栅位于玻璃基板上。 WW3! ,ln_ •为此，增加了一个平面界面，以便将光栅结构与基块分开。 sOBuJx${m •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。 |Qz"Z<sNYw
M1,1J- h
 o# frNT } eCy]ugsi% 矩形光栅界面 IWNIk9T,u •请注意：界面的顺序始终从基板表面开始计算。 pcO{%]?p •所选界面在视图中以红色突出显示。 mKZ^ FgG
 )#0Ll x! •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。 :}+m[g •可以在光路编辑器（Light Path Editor）中更改此材质。 F m$;p6&j  $[HpY)MSRw •堆栈周期（Stack Period）允许控制整个配置的周期。 EWp'zbWP •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 x-Fl|kwX.5 •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。 ?t"bF :! N,?D<NjXl  MtXd}/
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 uTIl} N {3kI~s 矩形光栅界面参数 kOLS<>. •矩形光栅界面由以下参数定义 Yvxp( - 狭缝宽度（绝对或相对） 1+NmiGKg - 光栅周期 fu d Lm - 调制深度 gt:O t0\7 •可以选择设置横向移位和旋转。 Xb5 $ijH
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s[tFaB 1 高级选项和信息 ~glFB`?[ •在传播菜单中，有几个高级选项可用。 BGZvg MxLJ •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 - "X}
)N2 •可以设置总级次数或衰逝波级次数 K0\Wty 0 （evanescent orders）。 SPY4l*kX •如果考虑金属光栅，这项功能非常实用。 d){A l(/ •相反，在介质光栅的情况下，默认设置就足够了。 }RY&f4&GV, x|IG'R1:Y  CJ
9tO#R Bl8&g]dk •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 _<P~'IN+n •层分解(Layer Decomposition)和过渡点分解(Transition Point Decomposition)设置可用于调整结构的离散化。 默认设置适用于几乎所有光栅结构。 5j BBk*/\ •此外，有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 !Knv/:+ •分解预览(Decomposition Preview)按钮提供用于FMM计算的结构数据的描述。 折射率由色标表示。 ,O}2LaK.O
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5!`8 *|Fl&`2 过渡点列表界面 ^_^rI+cTX1 •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 oO) KhA?y •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 z0m[25FQG •同样，平面界面用于将光栅材料或介质与其中一个基板分离。 L7&|  )#n>))
%D:5 S?{ 过渡点列表参数 R
WU,v{I9 •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 _ Oe|ZQ •上限（Upper Limit）必须设置为大于所需光栅周期一半的值，但在周期性结构的情况下自动设置。 -!p -nk@9| 3kBpH7h4  rO`n S<G 7OOod1 •必须在周期化（Periodization）选项卡中设置此界面的周期。 C'$}!p70 •此处，可以定义x方向和y方向的周期。 y:zo/#34 •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。 |uE _aFQs f{[,!VG
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TAu*lL(F 高级选项及信息 .DkDMg1US •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。 4c_F>Jw[ @tLoU%
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V6ioQx=K# 正弦光栅界面 fKY1=3 •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 WPM< Qv L •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 fJ3qL# ' •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： uPpRzp - 脊的材料：基板的材料 {@u}-6:wAT - 凹槽材料：光栅前面的材料 cMEM}Qh
T J}.y+b>8\  =9;jVaEMJL Px4 zI9;cB 正弦光栅界面参数 aUy=D:\ - 正弦光栅界面也由以下参数定义： p3eJFg$ •光栅周期 uhLg2G^h •调制深度 1% )M-io - 可以选择设置横向移位和旋转。 uXNf)?MpA - 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。 @zJ#16V i 7=ZB;(`L1  | We @p 5W!E.fz*T 高级选项和信息 s geP`O% •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。 m(3bO[u1
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 GfQP@R" o+O\VNW 高级选项及信息 -7" >A~c •如果增加层数（例如，增加2倍），则离散化变得光滑。 NC vwg ~::gLm+f  gHlahg 锯齿光栅界面 ^tuJ M: •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 ,U'Er#U •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 t
MB;GIb # •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： DZXv3gnX - 脊的材料：基板的材料 A?;/]m; - 凹槽材料：光栅前面的材料 ,7M9f &K^h'>t'
 r\[HR ^` N_VAdNJ^: 锯齿光栅界面参数 .@APxeU •锯齿光栅界面也由以下参数定义： %p 2 C5z? - 光栅周期 3a{Qk VeV7 - 调制深度 ~pj9_I •此外，闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 &/\0_CoTR\ •可以选择设置横向移位和旋转。 "eQ9 6^'J •由于这是光栅界面（类似矩形和正弦型），因此不必选择周期。 z PV/{)S
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W{;!JI7;z 高级选项和信息 f8?K_K;\ •同样，可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 `s:| 4;.
 8XJ%Y uu 探测器位置的注释 =-`+4zB\ 关于探测器位置的注释 s !8]CV> •在VirtualLab中，探测器默认位于基板后面的空气中。 3<+l.Wly •如果光栅包含在复杂的光学装置中，则必须这样做。 ?EX'j
> •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。 jgbw'BBu •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）。 p]+W1 v}V! •可以避免这些干涉效应的不良影响。 &9s6p6 eb  hkU#
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