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摘要 Bi|-KS.9 r?}L^bK 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。 VL2 ACv( =' &TqiIv"
 EHda S< >u 本用例展示了...... VE*& t>I •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构，例如： ;_E][m - 矩形光栅界面 c:,K{ZR - 过渡点列表界面 J-W8wCq` - 锯齿光栅界面 Y 016Xg5 - 正弦光栅界面 a ]=j •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 I ka
V g L 0 2q*z>:^ 光栅工具箱初始化 j,v2(e5: •初始化 )P9&I.a8 - 开始 J>^KQ 光栅 ^i6`w_ / 通用光栅光路图 ` W{y •注意：使用特殊类型的光栅，例如： 矩形形状， 6mC% zXR5 可直接选择特定的光路图。 A#CG D0T 6Lz:J:Q)
 y])z,#%ED kx07Ium 光栅结构设置 %-3wR@ •首先，必须定义基板（基块“Base Block”）的厚度和材料。 z5 :53,`D'
 g BV66L •在VirtualLab中，光栅结构在所谓的堆栈（stack）中定义。 }bYk#6KX •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 )Q c>NF0
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yA^+<u z} •例如，选择第一个界面上的堆栈。 V,>uM
>$ ~%u;lr 堆栈编辑器 %$zX a%A •在堆栈编辑器(Stack Editor)中，可以从目录中添加或插入界面。 z+X D N: •VirtualLab的目录提供了几种类型的界面。 所有界面都可以用来定义光栅。 kcZz WG|n S3&lkN5
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RyZy2^0< 矩形光栅界面 7=pJ)4;ZA Q# sLIZ8= •一种可能的界面是矩形光栅界面。 kqp*o+Oz', •此类界面适用于简单二元结构的配置。 _rfGn,@BH •在此示例中，由银制成的光栅位于玻璃基板上。 A9ru]|? •为此，增加了一个平面界面，以便将光栅结构与基块分开。 ;09U*S$eK •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。 I] 0
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 NEcE -7aT /Pgc W 矩形光栅界面 PVX23y; •请注意：界面的顺序始终从基板表面开始计算。 > kG: MJj •所选界面在视图中以红色突出显示。 o7t#yw3
 nVv=smVOt •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。 ec"+ Il •可以在光路编辑器（Light Path Editor）中更改此材质。 75RQ\_zDu  1|3{.E d •堆栈周期（Stack Period）允许控制整个配置的周期。 S '%!KGVe •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 [qQ~ \] •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。 "D.`:9sk0 D|X@aUp 8}  !&@!:=X,
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G(a nZ~J &QK- 矩形光栅界面参数 -aF\
u[b •矩形光栅界面由以下参数定义 Evb %<`gd - 狭缝宽度（绝对或相对） 3NxwQ,~ - 光栅周期 ff.;6R\ - 调制深度 !; COFR •可以选择设置横向移位和旋转。 Yb Dz{m
/Q2{w >^DK
 Q*l_QnfG
,[|4{qli \ 高级选项和信息 .lI kJQ3d •在传播菜单中，有几个高级选项可用。 +N>&b% •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 zIh`Vw ,t0 •可以设置总级次数或衰逝波级次数 <jHo2U8/"s （evanescent orders）。 o%$'-N •如果考虑金属光栅，这项功能非常实用。 rT{ + h}vO •相反，在介质光栅的情况下，默认设置就足够了。 Tq`rc"&7u */E5<DO  Uh8c!CA8:\ E6mwvrm8 •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 R[_UbN 28 •层分解(Layer Decomposition)和过渡点分解(Transition Point Decomposition)设置可用于调整结构的离散化。 默认设置适用于几乎所有光栅结构。 Qlgii_?#@ •此外，有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 3( `NHS~h •分解预览(Decomposition Preview)按钮提供用于FMM计算的结构数据的描述。 折射率由色标表示。 )%=oJ!)
GV(@(bI*  9#ZR0t.cY k\`~v$R3 过渡点列表界面 )TV{n#n •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 X!ad~bt •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 S6bW?8` •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。 i\z ,)xp  mu#
a Qg' {RAV8 过渡点列表参数 l~i&r?,]^ •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 FCMV1, •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。 !e0~|8 'Z=8no` <  qZ|>{ ^a* d-sK{ZC" y •必须在周期化（Periodization）选项卡中设置此界面的周期。 C A vy S •此处，可以定义x方向和y方向的周期。 tNbZ {=I> •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。 n# lZRwhq m C &*K
 K|g+W t^tQ tj=l! 高级选项及信息 v"N%w1`.e •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。 lay)I11- > wtpz ef=
 :Lze8oY(D}
`X ;2lgL 正弦光栅界面 mcFJ__3MAV •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 6o!Y^^/U •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 iR(jCD?) Y •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： !w }cKm - 脊的材料：基板的材料 /a: sWmxMT - 凹槽材料：光栅前面的材料 _BP!{~&; W fF~\DlrD  TowRY=#jiS 1L\\](^
3 正弦光栅界面参数 [c_o.`S_\ - 正弦光栅界面也由以下参数定义： MX\v2["FoV •光栅周期 C`LHFqv •调制深度 aS,M=uqqK - 可以选择设置横向移位和旋转。 ;+-M+9"?O - 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。 mxQP Ou *8?0vkZZ2  m^M sp:T, y m~ 高级选项和信息 0v /}W( •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。 9yt)9f
B(TE?[ #
 jj$D6f/mOG RAps`)OR? 高级选项及信息 VA^yv1We •如果增加层数（例如，增加2倍），则离散化变得光滑。 _2N7E#m" S y>YQx\mK  mOQN$d [ 锯齿光栅界面 ^<
o"3? •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 ,K yG^;Riy •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 Zj]jE%AT •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： eNEMyv5{w4 - 脊的材料：基板的材料 i,z^#b7JQ - 凹槽材料：光栅前面的材料 8n1<nS< Dq:> ]4%
 zs<2Ozv mufJ @Y S# 锯齿光栅界面参数 8'}D/4MUr •锯齿光栅界面也由以下参数定义： > q !:* - 光栅周期 j{?ogFfi - 调制深度 xh) h#p. •此外，闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 g&<3Kl •可以选择设置横向移位和旋转。 z:7
i@m •由于这是光栅界面（类似矩形和正弦型），因此不必选择周期。 Y_SB3 $])
&}q;,"  7)Y0D@wg ~As/cd>9 高级选项和信息 W#@Mx •同样，可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 I "5VkeIx  _ a`J>~$ 探测器位置的注释 ;?K>dWf3f 关于探测器位置的注释 { `>;I •在VirtualLab中，探测器默认位于基板后面的空气中。 {^jk_G \ys •如果光栅包含在复杂的光学装置中，则必须这样做。 nQ 5N\RAZ •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。 % c"t` •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）。
P1>?crw •可以避免这些干涉效应的不良影响。 o NqIrYH'  dPmtU{E<M 1@"os[ 9
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