DB|w&tygq 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。
_UP 9b@Z" l`6.(6 
DdISJWc'`5 ,| 8aDL? 本用例展示了......
cJ?,\@uuP •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构，例如：
82)=#ye_ P - 矩形光栅界面
wYFkGih - 过渡点列表界面
|ggtb\W - 锯齿光栅界面
!:xE
X~ - 正弦光栅界面
AW _ YlS •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。
19% "F!^i " t O m 光栅工具箱初始化 V_^pP Ba •初始化
?|oN}y"i - 开始
pi70^`@ 'B 光栅
ZJFF4($qN 通用光栅光路图
aox@- jyr •注意：使用特殊类型的光栅，例如： 矩形形状，
zSMM?g^T 可直接选择特定的光路图。
#u" @q< ) 1DU
l<&4 
37IHn6r\ t0xE 光栅结构设置 'b [O-6v •首先，必须定义基板（基块“Base Block”）的厚度和
材料。
J pj[.Sq 
~Sf'bj;( •在VirtualLab中，光栅结构在所谓的堆栈（stack）中定义。
s AjUX.c •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。
xz} CqPJ# %WP[V{,F 
]4')H;'y N*PJ m6- •例如，选择第一个界面上的堆栈。
HdY#cVxy 0.PG]K6 堆栈编辑器 ,\\=f#c= •在堆栈编辑器(Stack Editor)中，可以从目录中添加或插入界面。
@yQ1 F>
t •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。
PktnjdFV V3|"
v4 
3*{l^<`:gA x~Ir qdmW 矩形光栅界面 [P6A $HC< _BgWy # •一种可能的界面是矩形光栅界面。
W?N+7_%' •此类界面适用于简单二元结构的配置。
n Jz* }= •在此示例中，由银制成的光栅位于
玻璃基板上。
s/3sOb}sA •为此，增加了一个平面界面，以便将光栅结构与基块分开。
q)@;8Z=_c •在堆栈编辑器的视图中，根据折射率（黑暗表示更高），其他颜色表示不同的材料。
Gw6Od j .W9
*- 
1 K^-tms wT3D 9N. 矩形光栅界面 *ni0. •请注意：界面的顺序始终从基板表面开始计算。
eH*i_g' •所选界面在视图中以红色突出显示。
ht+wi5b 
p Zx x •此外，此处无法定义光栅前方的介质（指最后一个接界面后面的介质）。 它自动取自光栅元件前面的材料。
c>r~pY~$ •可以在光路编辑器（Light Path Editor）中更改此材质。
VY|U B7,C 
1?"Zr d •堆栈周期（Stack Period）允许控制整个配置的周期。
|<1A<fU8a •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。
WhFE{-!gX •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。
OB+ cE4$ .34 5%j 
J!Rqm!)q d;3f80Kd* 
5yW}#W> 6aAN8wO;b 矩形光栅界面参数 :2b*E`+ •矩形光栅界面由以下参数定义
C(KV5c - 狭缝宽度（绝对或相对）
*Hv d - 光栅周期
A-^B ?E - 调制深度
uc=u4@.> •可以选择设置横向移位和旋转。
z,!A4ws ePSD#kY5 
dry%a T R&'Mze fb 高级选项和信息 h 7xgLe@ •在传播菜单中，有几个高级选项可用。
qr*e9Uk^ •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。
'I[xZu/8yg •可以设置总级次数或衰逝波级次数
mkgL/h* （evanescent orders）。
S4E@w Li •如果考虑金属光栅，这项功能非常实用。
pUgas?e& •相反，在介质光栅的情况下，默认设置就足够了。
0'zjPE# L <Z2 
~ihi!u%~} &Ci_wDJ •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。
-H 5-6w$ •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。
o
7 V&HJ[ •此外，有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。
{D]I[7f8Ev •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。
(5 RZLRn lZ,$lZg9Z 
SS;'g4h\6 *@YQr]~
; 过渡点列表界面 n*~#]%4 •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。
k6;pi=sYNW •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。
B]>rcjD •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。
wA87|Y K8* 
/sSif0I24 u^L_X A 过渡点列表参数 H_l>L9/\ •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。
Hjy4tA7,l •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。
,(+ ZD@Rg ?xE'i[F @ 
| fn%!d `2 %nkbQ2^ •必须在周期化（Periodization）选项卡中设置此界面的周期。
hg `N`O •此处，可以定义x方向和y方向的周期。
A<[w'" •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。
`_{,4oi c[?&;# feV 
O-+!KXHd[ 8ePzU c\# 高级选项及信息 NE@P8pQ> •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。
7.
eiM!7g ><)fK5x 
u3PM 7z!~ t\ 9Y)d 正弦光栅界面 hnv0Loe.IW •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。
<yKyM#4X •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。
(8GA;:G7G •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料：
)U2%kmt - 脊的材料：基板的材料
\@7 4I7 - 凹槽材料：光栅前面的材料
DEenvS`,P w< |Lx#L} 
7 $:Jea * \ tR 正弦光栅界面参数 1[".
z{V3* - 正弦光栅界面也由以下参数定义：
5=.mg6: •光栅周期
S`[r]msw •调制深度
Wp= &nh - 可以选择设置横向移位和旋转。
9sB LC Z - 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。
U9// m=_ p;vrPS 
${7s"IX RgVg~?A@ 高级选项和信息 95-%>?4 •同样，可以在高级设置选项卡中调整和研究分解结构的数据。
xT8!X5; A) TO<dl 
)B Xl|V, V8z*mnD 高级选项及信息 aDX4}`u •如果增加层数（例如，增加2倍），则离散化变得光滑。
4"V6k4i5 C2K<CDVw 
2{)<Df@ 锯齿光栅界面 +|spC •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。
l, E4h-$ •此界面允许配置闪耀结构的光栅。
Dl=vv9 •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料：
G#z9=NF~V - 脊的材料：基板的材料
Um
I,?p - 凹槽材料：光栅前面的材料
g7]g0*gxXW ?Q}3 X-xy 
`>{S ?t< ZF;s`K) 锯齿光栅界面参数 VD2o#.7*eu •锯齿光栅界面也由以下参数定义：
<D( |}5qR - 光栅周期
BKW%/y" - 调制深度
)0 i$Bo •此外，闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。
;UWp0d %
•可以选择设置横向移位和旋转。
7e<\11uI]a •由于这是光栅界面（类似矩形和正弦型），因此不必选择周期。
~ePtK~,dv .+ CMm5T 
#4?:4Im# 3+:uV 高级选项和信息 $
4A!Y •同样，可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。
V4x6,*)e 
\&%y4=y<sE 探测器位置的注释 A,GJ6qp3 关于探测器位置的注释 ~bX ) %jC •在VirtualLab中，探测器默认位于基板后面的空气中。
O9MBQNwjA •如果光栅包含在复杂的
光学装置中，则必须这样做。
~DK=&hCd! •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。
{ :_qa | •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）。
\ !'K#%]9 •可以避免这些干涉效应的不良影响。
4f dO Ow 
&Zm1 (k6&K
