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摘要 [VB \ T|$ $uNYus^vS 光栅结构广泛用于光谱仪、近眼显示系统等多种应用。VirtualLab Fusion通过应用傅立叶模态方法（FMM）以简易的方式提供对任意光栅结构的严格分析。在光栅工具箱中，可以通过使用堆栈内的各种接口或/和介质来配置光栅结构。 用于设置堆栈几何形状的用户界面是人性化的，并且可用于生成更复杂的光栅结构。 本用例中，介绍了基于界面的光栅结构的配置具体操作流程。 S1$& :'dH)yO
 7^8<[8 rUF= uO( 本用例展示了...... x: Tm4V{ •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构，例如： 0Z[8d0 - 矩形光栅界面 7+p=4i^@Zs - 过渡点列表界面 ZYW=#df R - 锯齿光栅界面 ~_L_un .R - 正弦光栅界面 ;l b@o,R : •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 ?< $DQ%bf zw X 1&rN 光栅工具箱初始化 *$ 7c||J7 •初始化 I%G6V
a@ - 开始 au 1(.( 光栅 3m`y?Dd 通用光栅光路图 A =k{Rl{LA •注意：使用特殊类型的光栅，例如： 矩形形状， 5SY( :! 可直接选择特定的光路图。 {@[z-)N7\, H]W59-{a
 aV8]?E5G Ik|nL#JH] 光栅结构设置 D7x"P-ie •首先，必须定义基板（基块“Base Block”）的厚度和材料。 Q|o~\h<
 nz]+G2 h •在VirtualLab中，光栅结构在所谓的堆栈（stack）中定义。 :u53zX [v •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 ) crhF9 !4
MY}B)`yx=
 O}#h^AU-BS
Cc,,e` •例如，选择第一个界面上的堆栈。 R oWGQney "h}miVArS 堆栈编辑器 {)0"?$C_H •在堆栈编辑器(Stack Editor)中，可以从目录中添加或插入界面。 DrB PC@^ •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。 WY%'ps _]<
EWg\\90
 (a i &v
M1T)e9k=x 矩形光栅界面 Hh8)d/D r6`v-TY(/ •一种可能的界面是矩形光栅界面。 uN1O(s •此类界面适用于简单二元结构的配置。 V}kZowWD •在此示例中，由银制成的光栅位于玻璃基板上。 .qCD(XZ+ •为此，增加了一个平面界面，以便将光栅结构与基块分开。 %9A6c(L •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。 !7lS=D(?
.5zqpm
 E(oI0*S.5 X)|b_ 3Z 矩形光栅界面 QuJ)Wa JkC •请注意：界面的顺序始终从基板表面开始计算。 F\Gi;6a •所选界面在视图中以红色突出显示。 PSQ5/l?\>
 j9YI6X" •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。 Ln})\
UDK) •可以在光路编辑器（Light Path Editor）中更改此材质。 >I3#ALF  ayJKt03\O\ •堆栈周期（Stack Period）允许控制整个配置的周期。 $!x8XpR8s •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 /K"koV; •如果是简单的光栅结构，建议选择“取决于界面周期”（Dependent from Period of Interface）选项，并选择适当的周期性界面索引。 <o";?^0Q C0 X_t  :.IVf Zw
7N / v
 r-+ .Ax4L" +tNu8M@xFo 矩形光栅界面参数 wYJ. F •矩形光栅界面由以下参数定义 uf (`I - 狭缝宽度（绝对或相对） shOQ/ - 光栅周期 T,,,+gPx - 调制深度 &oTUj'$ •可以选择设置横向移位和旋转。 D0D0=s
([='LyH];z
 >v9 ("
%+U.zd$ 高级选项和信息 wPYz& &W •在传播菜单中，有几个高级选项可用。 P OQRq%w •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 p*8LS7U T •可以设置总级次数或衰逝波级次数 Lmx95[#@a （evanescent orders）。 y8uB>z+#+; •如果考虑金属光栅，这项功能非常实用。 |"vUC/R2& •相反，在介质光栅的情况下，默认设置就足够了。 #=@(
m.k:s @54D<Lj  SNB > A=/|f$s + •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 *4;MO2g •层分解(Layer Decomposition)和过渡点分解(Transition Point Decomposition)设置可用于调整结构的离散化。 默认设置适用于几乎所有光栅结构。 p `) ( •此外，有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 F7wp Gt t •分解预览(Decomposition Preview)按钮提供用于FMM计算的结构数据的描述。 折射率由色标表示。 s88lN=;
C d)j %  xioL6^(Qk, :4PK4D s7 过渡点列表界面 j()<.h;' •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 't:|>;Wx •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 9pD=E>4?# •同样，平面界面用于将光栅材料或介质与其中一个基板分离。 sG`:mc~0  @sRUl
,M;Z !S A j V) 过渡点列表参数 K'EGm #I •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 s_A<bW566F •上限（Upper Limit）必须设置为大于所需光栅周期一半的值，但在周期性结构的情况下自动设置。 sHx>UvN6 J fFOU!F\  *P,dR]-m ]4 2bd •必须在周期化（Periodization）选项卡中设置此界面的周期。 !N- - •此处，可以定义x方向和y方向的周期。 a,3}
o:f •在这种情况下，可以忽略内部和外部定义区域的设置，因为接口的扩展已经被周期性边界条件截断。 D/C)Rrq"a fGDR<t3yiQ
 l(Dkmt>^ 6vySOVMj 高级选项及信息 (a0q*iC% •同样，可以在高级设置选项卡页面上调整和研究分解结构的数据。 3A'vq2beM '`$z!rA
 X(nbfh?n
7yGc@kJ ? 正弦光栅界面 ~wmc5L/!? •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 rnvKfTpZDU •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 iO)FZ%?" •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： w,fA-*bZ 0 - 脊的材料：基板的材料 5(0f"zY - 凹槽材料：光栅前面的材料 ]0 3+8 #J ^sR]w]cz.  !e?g"5r{Bv \^O#)&5 V 正弦光栅界面参数 Ergh]"AD6- - 正弦光栅界面也由以下参数定义： JX%B_eUlAs •光栅周期 AsyJD t'i •调制深度 #flOaRl. - 可以选择设置横向移位和旋转。 >CtT_yhx - 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。 )&R^J;W$M1
II;fBcXF  Enu/Nj 2 q 65mR! ) 高级选项和信息 k*)O]M<, •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。 dLb9p"EE#
( \^ | @
 g. 3n{'}SYyz 锯齿光栅界面 vK\n4mE[, •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 HP T {83 •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 ^fVLM>p <; •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： z8W@N8IqC - 脊的材料：基板的材料 )NG{iD{_] - 凹槽材料：光栅前面的材料 (#6E{@eq m/W0vPM 1
 Rv R ,V ?' F>DN 锯齿光栅界面参数 bo^d!/ ; •锯齿光栅界面也由以下参数定义： 6")co9 - 光栅周期 gG;d+s1 - 调制深度 N<bNJD} •此外，闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 OnGtIY •可以选择设置横向移位和旋转。 d5?"G Fy •由于这是光栅界面（类似矩形和正弦型），因此不必选择周期。 \wW'Hk =
3,qq\gxB  )U4h?J # 3{g6[Y 高级选项和信息 @o&.]FZs •同样，可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 UO%Vu C5B  xs jJ8>G 探测器位置的注释 /9/svPc] 关于探测器位置的注释 V'vDXzk\ •在VirtualLab中，探测器默认位于基板后面的空气中。 ISo{>@a- •如果光栅包含在复杂的光学装置中，则必须这样做。
DtBIDU] •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。 !_{2\ & •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）。 +QS7F`O •可以避免这些干涉效应的不良影响。 Efo,5  E8]PV,#xY UPtWj8h
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