$<Y%4LI 光栅结构广泛用于
光谱仪、近眼显示
系统等多种应用。VirtualLab Fusion通过应用傅立叶模态方法（FMM）以简易的方式提供对任意光栅结构的严格分析。在光栅工具箱中，可以通过使用堆栈内的各种接口或/和介质来配置光栅结构。 用于设置堆栈几何形状的用户界面是人性化的，并且可用于生成更复杂的光栅结构。 本用例中，介绍了基于界面的光栅结构的配置具体操作流程。
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mEkYT AT1{D!b 本用例展示了......
t 7sEY •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构，例如：
x5Fo?E - 矩形光栅界面
kHhku!CH - 过渡点列表界面
rLA-q|| - 锯齿光栅界面
N:S2X+}( - 正弦光栅界面
N
7 Y X •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。
[9:";JSl"Y q">}3`k 光栅工具箱初始化 o~q.j_Sa •初始化
+c,
^KHW - 开始
\Sv|yQ UT 光栅
DUH_LnHw) 通用光栅光路图
0>]&9'cn •注意：使用特殊类型的光栅，例如： 矩形形状，
moh,a B# 可直接选择特定的光路图。
& GvSgdttv |"9vq<` 
9
`q(_\ x JG1q5j##]b 光栅结构设置 qPWf=s7! •首先，必须定义基板（基块“Base Block”）的厚度和
材料。
5p5"3m;M7 
W
tHJG5 •在VirtualLab中，光栅结构在所谓的堆栈（stack）中定义。
g)D@4R M •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。
*M0O&" ~j {?EmO+
*.+F]- ] ` A*7 •例如，选择第一个界面上的堆栈。
sG[qlzR=8 lN{>.q@V`r 堆栈编辑器 ,:MUf]Ky •在堆栈编辑器(Stack Editor)中，可以从目录中添加或插入界面。
D/%v/mpj$ •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。
}J9 2 TV Gm =&[ ?} 
5 wN)N~JE Zr A*MN 矩形光栅界面 GC3d7 B r&&# •一种可能的界面是矩形光栅界面。
x2aG5@<3 •此类界面适用于简单二元结构的配置。
)1R[X!KQ7 •在此示例中，由银制成的光栅位于
玻璃基板上。
a|[f%T<< •为此，增加了一个平面界面，以便将光栅结构与基块分开。
[;F! \B- •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。
2Ur&_c6 P fQg^^ZXe" 
Eb 63O WX _g 矩形光栅界面 fb^R3wd$ff •请注意：界面的顺序始终从基板表面开始计算。
589fr"Ma,6 •所选界面在视图中以红色突出显示。
t}pYSSTz 
r< LWiM l? •此外，此处无法定义光栅前方的介质（指最后一个接界面后面的介质）。 它自动取自光栅元件前面的材料。
@Gw ] cm •可以在光路编辑器（Light Path Editor）中更改此材质。
)J+rt^4| 
,1JQjsR •堆栈周期（Stack Period）允许控制整个配置的周期。
yv>uzb`N •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。
{ TMng& •如果是简单的光栅结构，建议选择“取决于界面周期”（Dependent from Period of Interface）选项，并选择适当的周期性界面索引。
) .' + { u(? U[pe[ 
0 o BAJP B,Tv9(sv 
|Zp')
JiS ?:l:fS0:{ 矩形光栅界面参数 \VW":+ •矩形光栅界面由以下参数定义
x; ~@T9. - 狭缝宽度（绝对或相对）
?A r}QN - 光栅周期
b'R]DS{8 - 调制深度
NE) w$>0M •可以选择设置横向移位和旋转。
h<PS< XH/!A`ZK 
:6EX-Xyj ]6|?H6'/`v 高级选项和信息 (dO0`wfM •在传播菜单中，有几个高级选项可用。
%(POC=b#[ •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。
YZnFU( j •可以设置总级次数或衰逝波级次数
f.oY:3h: （evanescent orders）。
2_?VR~mA# •如果考虑金属光栅，这项功能非常实用。
AxTFV ot •相反，在介质光栅的情况下，默认设置就足够了。
s=E6HP@q r~fnK%| 
O~ x{p,s
U w Bm4~ ~_ •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。
rd[mC[
r •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。
n: {f\ •此外，有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。
4mX]JH`UTe •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。
wnLpf s+G( N $0U 
^% g 8OP 4Sdj#w 过渡点列表界面 /; 21?o •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。
z\K % •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。
]2iIk=r$ •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。
1L\r:mx3 
5N ;xo?? GU Mf}y 过渡点列表参数 p_apVm\t_ •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。
F%%mcmHD# •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。
[kgCB7.V ,MHF 
[E2".F3 Ze[\y(K! •必须在周期化（Periodization）选项卡中设置此界面的周期。
;9J6)zg !n •此处，可以定义x方向和y方向的周期。
G- ]_
d •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。
0 EA3> $; G[OJ < px 
"tpD -> Bw[IW[(~! 高级选项及信息 XZ 8]se"C •同样，可以在高级设置选项卡页面上调整和研究分解结构的数据。
I_`NjJ;61 jgkY ^l 
X .K*</(g 8Vt' X2 正弦光栅界面 RgM=g8}M •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。
V^}$f3\B •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。
W}(T5D" 3x •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料：
.=hVto[QC - 脊的材料：基板的材料
j``Ku@/x0 - 凹槽材料：光栅前面的材料
QNXS.! \P /&c>*4) 
X >]<rEh %y)hYLOJ 正弦光栅界面参数 1h )K3cC - 正弦光栅界面也由以下参数定义：
h OdU% •光栅周期
UCTc$3 •调制深度
wg:\$_Og - 可以选择设置横向移位和旋转。
Ak O-PL - 由于这是光栅界面（类似于矩形和锯齿借口），因此不必选择周期。
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f \%E< 
%?S[{ 4A& u:wijkx 高级选项和信息 n+v v
% •同样，可以在高级设置选项卡中调整和研究分解结构的数据。
Mdu\ci)lr Sj8fo^K50 
" `a,/h' RYl\Q,# 高级选项及信息 jz\>VYi(7 •如果增加层数（例如，增加2倍），则离散化变得光滑。
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N73 u @;S)j! m` 
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q 锯齿光栅界面 4>N ig.# •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。
TA#pA(k •此界面允许配置闪耀结构的光栅。
zMO xJ •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料：
*ck'vV'@ - 脊的材料：基板的材料
. _.Q f<7 - 凹槽材料：光栅前面的材料
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|F q\%y# X|R"8cJ 锯齿光栅界面参数 dXU6TCjU7 •锯齿光栅界面也由以下参数定义：
1gLET.I: - 光栅周期
rD c$# - 调制深度
lg^Lk\Y+re •此外，闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。
cf%2A1I2W •可以选择设置横向移位和旋转。
z`]:\j'O3" •由于这是光栅界面（类似矩形和正弦型），因此不必选择周期。
v.g Ai6 /6 y; fx 
D8$4P T0u ykGA.wo7/P 高级选项和信息 ]XYD2fR2qA •同样，可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。
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}5B\: *yW 探测器位置的注释 gf/<sH2} 关于探测器位置的注释 zIU6bMMT3u •在VirtualLab中，探测器默认位于基板后面的空气中。
=%b1EY k •如果光栅包含在复杂的
光学装置中，则必须这样做。
m\|EM'@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。
f v A167\ •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）。
jgfr_"@A •可以避免这些干涉效应的不良影响。
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