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摘要 KBHKcFk 5nqdY* 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。 uOqDJM'RM j =% -b]
 C\@Y H] }M@Jrq+7 本用例展示了...... QjN3j*@ •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构，例如： Mf13@XEo - 矩形光栅界面 <U`Nb) & - 过渡点列表界面 \#7%%>p=O' - 锯齿光栅界面 A?KKZ{Pl - 正弦光栅界面 1V$B^/ _ •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 q ? T I, 6v)eM=
光栅工具箱初始化 >Mw =}g@P •初始化 b=\3N3OX - 开始 : Zo2@8@7 光栅 QnLg P7Ft 通用光栅光路图 &YP>" < •注意：使用特殊类型的光栅，例如： 矩形形状， l<_mag/j9o 可直接选择特定的光路图。 _?LI0iIFx I19F\
L`4
 1U9N8{ xg9 HcS^3^Y 光栅结构设置 ([o:_5/8I •首先，必须定义基板（基块“Base Block”）的厚度和材料。 _'dy$.g
 y+R$pz X •在VirtualLab中，光栅结构在所谓的堆栈（stack）中定义。 m?G+#k;K •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 t1s@Ub5);I
W?Abx
 &Sp:?I-
4<Y[L'UaA@ •例如，选择第一个界面上的堆栈。 |noTIAI =DwH*U /YR 堆栈编辑器 ]r5Xp#q2 •在堆栈编辑器(Stack Editor)中，可以从目录中添加或插入界面。 3Pe JPw •VirtualLab的目录提供了几种类型的界面。 所有界面都可以用来定义光栅。 4zb V' ] 0LuY"(LR
 S^=/}P T'
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rjd:*E 矩形光栅界面 v A~hkkj{ G=Bj1ss. •一种可能的界面是矩形光栅界面。 o|E(_ Y4d •此类界面适用于简单二元结构的配置。 .sMi"gg •在此示例中，由银制成的光栅位于玻璃基板上。 n:z>l,`C] •为此，增加了一个平面界面，以便将光栅结构与基块分开。 vB4qJ{f •在堆栈编辑器的视图中，根据折射率（黑暗表示更高），其他颜色表示不同的材料。 P"<ad
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 S@-X?Lu 1 H@F>}DP 矩形光栅界面 3e1"5~?'< •请注意：界面的顺序始终从基板表面开始计算。 dU n#'< g5 •所选界面在视图中以红色突出显示。 o62gLO]z@
 lR^Qm| •此外，此处无法定义光栅前方的介质（指最后一个接界面后面的介质）。 它自动取自光栅元件前面的材料。 ;yrcH+I$_ •可以在光路编辑器（Light Path Editor）中更改此材质。 )A;<'{t #L  K 2v)"|T) •堆栈周期（Stack Period）允许控制整个配置的周期。 G&Sg .<hn •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 ||NCVGJG •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。 mt7:`- \LXNdE2B  (b!DJ;(O9
obGSc)?j
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y>8k( H-lRgJdc 矩形光栅界面参数 .<hv &t
•矩形光栅界面由以下参数定义 Pw1H) <X
- 狭缝宽度（绝对或相对） UkQocZdZ - 光栅周期 Id1[}B-T
- 调制深度 VlvDodV •可以选择设置横向移位和旋转。 '-{ jn+,
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jL>r*=K)% 高级选项和信息 9a unv •在传播菜单中，有几个高级选项可用。 S_=u v)%a •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 x$sQ .aT •可以设置总级次数或衰逝波级次数 VtFh1FDI\ （evanescent orders）。 j+seJg<_ •如果考虑金属光栅，这项功能非常实用。 UzXbaQQ2g •相反，在介质光栅的情况下，默认设置就足够了。 TA 5M4r6 qI:w m=  HN%ZN} }o.ZCACYg •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 Dr609(zg^ •层分解(Layer Decomposition)和过渡点分解(Transition Point Decomposition)设置可用于调整结构的离散化。 默认设置适用于几乎所有光栅结构。 K`3cH6"L6 •此外，有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 g?wogCs5 •分解预览(Decomposition Preview)按钮提供用于FMM计算的结构数据的描述。 折射率由色标表示。 @"0qS:s]X
, " v%  38^ _(N 5E8P bV-l 过渡点列表界面 ^&%?Q_] •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 4B]a8 •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 uOx$@1v , •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。 q\<vCKI-^  @P>@;S IA'AA|v 过渡点列表参数 `)fGw7J
{ •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 8 *ysuL# •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。 7Ll(,i<,C <rI~+J]s  ,58[WZG +tF,E^ •必须在周期化（Periodization）选项卡中设置此界面的周期。 h2]Od(^[ •此处，可以定义x方向和y方向的周期。 zb (u?U •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。 }sZ]S E EUgs2Fsb3
 : |g{ gi as8<c4:v 高级选项及信息 mB\|< 2 •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。 y;H
3g# _ U\vHa$#
 ZmDr$iU ~
5P4 >xv[ 正弦光栅界面 sAxn
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` •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 V SxLBwXf •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 +}n]A^&I\E •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： D~Su82 2 - 脊的材料：基板的材料 f]4gDmn^ - 凹槽材料：光栅前面的材料 K+Qg=vGY FP$]D~DMo  qJ ! xhf1 i || /=ai 正弦光栅界面参数 ]p t @ - 正弦光栅界面也由以下参数定义： Onl:eG;@ •光栅周期 Q.
>"@c[ •调制深度 @S}'_g - 可以选择设置横向移位和旋转。 'D
bHXS7N - 由于这是光栅界面（类似于矩形和锯齿借口），因此不必选择周期。 = FQH .Qaqkb-Ty  8LL);"$ ~(c<ioIf 高级选项和信息 '*pq@|q;t •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。 lUr chLoDt
XjC+ kH
 )}R0'QGd p`It=16trT 高级选项及信息 G100L}d"N •如果增加层数（例如，增加2倍），则离散化变得光滑。 !tVV +vT# ~ rRIWfhb  z')'8155 锯齿光栅界面 k~H-:@ •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 6 ^p 6v •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 QeK~A@|F& •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： JS4pJe\q - 脊的材料：基板的材料 J&5|'yVX - 凹槽材料：光栅前面的材料 g+f{I'j sx9 N8T3n
 (C!f IRY MRs8l 锯齿光栅界面参数 T+\BX$w/4e •锯齿光栅界面也由以下参数定义： Qt k'^Fc - 光栅周期 Qr/?tMALc - 调制深度 + }^ •此外，闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 &B)
F_E I •可以选择设置横向移位和旋转。 Y$N|p{Z •由于这是光栅界面（类似矩形和正弦型），因此不必选择周期。 1{A 4_/R
te1 lUQ  &Z9b&P j*P@]&e7d 高级选项和信息 2 `#|;x^< •同样，可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 zdY`c  Th-zMQ4 探测器位置的注释 sg3%n0Ms.W 关于探测器位置的注释 S"lcePN •在VirtualLab中，探测器默认位于基板后面的空气中。 ( \]_/ W •如果光栅包含在复杂的光学装置中，则必须这样做。 ': HV9]k •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。 bo]k9FC •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）。 Dgdh3q; •可以避免这些干涉效应的不良影响。 tJ 6:$dh  Bq'hk<ns[ :r|dXW
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