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摘要 Zn=T#o I:bD~F b3 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。 tM-^<V& 7(M(7}EKA
 G+ xt5n.% {t"+
3zy' 本用例展示了...... A[IL
H_w •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构，例如： /-bF$)vN - 矩形光栅界面 4(}J.-B - 过渡点列表界面 C51bc6V - 锯齿光栅界面 ^-mRP\5 - 正弦光栅界面 ah
@uUHB •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 a?|vQ*W g4`Kp; }&' 光栅工具箱初始化 iovfo2!hD •初始化 0]QRsVz+ - 开始 %75xr9yOP 光栅 E$ 9 Ys 通用光栅光路图 Q9}dHIe1E •注意：使用特殊类型的光栅，例如： 矩形形状， yR{x}DbG 可直接选择特定的光路图。 MuoF FvA A dm-pxE "
 l`kWz5[~ %ms'n 光栅结构设置 }X
GEX:1K •首先，必须定义基板（基块“Base Block”）的厚度和材料。 +3s%E{
 M8H5K •在VirtualLab中，光栅结构在所谓的堆栈（stack）中定义。 J N^ &S •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 j!7`]
<YA&Dr3OD
 ,+`61J3W
G}5 #l •例如，选择第一个界面上的堆栈。 ??TMSH i)#:qAtP* 堆栈编辑器 $^u}a •在堆栈编辑器(Stack Editor)中，可以从目录中添加或插入界面。 =@TQ>Qw%b •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。 OD' ]: Oj<S.fi
 dU\%Cq-G )
iU6Gp-<M , 矩形光栅界面 |ZodlYF K)T rZ 2 •一种可能的界面是矩形光栅界面。 -{^}"N •此类界面适用于简单二元结构的配置。 TO%dw^{_` •在此示例中，由银制成的光栅位于玻璃基板上。 Kwc6mlw~M •为此，增加了一个平面界面，以便将光栅结构与基块分开。 GGhM;%H_99 •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。 XeBP`\>Ve
OL_{_K(w
 $}")1|U,X lL]y~u 矩形光栅界面 Y>ji Xl?&
•请注意：界面的顺序始终从基板表面开始计算。 p ?wI 9GY •所选界面在视图中以红色突出显示。 Z|RY2P>E
 O;7)Hjw t •此外，此处无法定义光栅前方的介质（指最后一个接界面后面的介质）。 它自动取自光栅元件前面的材料。 Qt]Q: 9I[ •可以在光路编辑器（Light Path Editor）中更改此材质。 q80 S[au  NEa>\K<\ •堆栈周期（Stack Period）允许控制整个配置的周期。 (C]o, 7cYS •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 i#%aTRKHd6 •如果是简单的光栅结构，建议选择“取决于界面周期”（Dependent from Period of Interface）选项，并选择适当的周期性界面索引。 A(]H{>PMy 0 Z{j>=$  sB69R:U;
S*AERm
 "`6n6r42 ~
ihI_q" 矩形光栅界面参数 K'#E3={tt •矩形光栅界面由以下参数定义 tGB@$UmfU - 狭缝宽度（绝对或相对） :!zl^J; - 光栅周期
ccd8O{G.M - 调制深度 d
G P*O •可以选择设置横向移位和旋转。 !x'/9^i~v
G\NPV '
 jY_T/233d
')GSAY7 高级选项和信息 Vb BPB5 $q •在传播菜单中，有几个高级选项可用。 %X 9 r_Hx •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 a~8[<F omj •可以设置总级次数或衰逝波级次数 y\{%\ $ （evanescent orders）。 d\|!Hg, •如果考虑金属光栅，这项功能非常实用。 klUQkz |<a •相反，在介质光栅的情况下，默认设置就足够了。 A<;SnXm v@# b}N0n  H4]Ul
eU h<~7"ONhV •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 [5Lz/ix= •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。 G9JAcO 1 •此外，有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 +MmHu6"1 •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。 NY?;erX
ws^4?O  "fq{Y~F%` ZcYh) HD 过渡点列表界面 B7]MGXC •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 "Ky; a?Y •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。
^eoLAL •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。 % \i9p]=  Is+O "O(9 m.CZ 过渡点列表参数 @O[5M2|r •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 [LRLJ_~g5 •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。 }-
Wa`t7U 6]-SK $  V \6]n2 '? jlH0; •必须在周期化（Periodization）选项卡中设置此界面的周期。 Uk\Id ~xLV •此处，可以定义x方向和y方向的周期。 &?h,7
D;A •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。 U#U]Pt MeUaTJFEB
 _SA5e3# 0
Us5 高级选项及信息 A2|U d_ •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。 R i^[i}
"9n3VX)
 @]ao"u i@/
/q5:p`4{J 正弦光栅界面 o;?/HE%,[ •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 'R_g">B. •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 ~ }< DG1! •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： p ]d] QMu - 脊的材料：基板的材料 'e6WDC1Am( - 凹槽材料：光栅前面的材料 +a*tO@HG <qGu7 y"  q &d~
\{J KIWe@e 正弦光栅界面参数 4^URX >nx8 - 正弦光栅界面也由以下参数定义： aE2.L;Tk? •光栅周期 NQ6sGL •调制深度 NC38fiH_N - 可以选择设置横向移位和旋转。 >;[*!<pfK5 - 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。 t ToTxf~ I(XOE$3  AF%@VLf L`24 ?Y{ 高级选项和信息 ^#sU*trr •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。 )P+7PhE{J
8-O)Xx}cU
 S9#)A-> qT^I?g"! 高级选项及信息 uS^Ipxe\ •如果增加层数（例如，增加2倍），则离散化变得光滑。 bcYF\@}; hvaSH69*m  ukUGvK 锯齿光栅界面 @mfEKU! •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 /gG"v5] •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 Je E ;V![ •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： yNTK . - 脊的材料：基板的材料 [W7CXZDd - 凹槽材料：光栅前面的材料 /~<@ *-' @/31IOIV]`
 m |G'K[8 &U db9 锯齿光栅界面参数 Cid
; z •锯齿光栅界面也由以下参数定义： Z+=@<i'' - 光栅周期 UNBH - 调制深度 %ALwz [~] •此外，闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 d}4Y( •可以选择设置横向移位和旋转。
>=-(UA •由于这是光栅界面（类似矩形和正弦型），因此不必选择周期。 J7g8D{ 4
)<tI!I][j  Uw7h=UQh ^=-y%kp" 高级选项和信息 uu>Pk fo •同样，可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 AQwdw>I-FX  RtM8yar+sn 探测器位置的注释 qO|R^De 关于探测器位置的注释 W}mn}gTQ •在VirtualLab中，探测器默认位于基板后面的空气中。 [wzb<"kW •如果光栅包含在复杂的光学装置中，则必须这样做。 Sxh]R+Xb •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。 BNs@n"k •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）。 ~o~!+`@q •可以避免这些干涉效应的不良影响。 #*UN >X  /PSd9N*=y JV SA&c%3
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