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摘要 9feD!0A Jw:Fj {D 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。 vx\nr8'k *Nv y+V
 &\[Qm{lN 6P%<[Z 本用例展示了...... '?{0z!! •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构，例如： ;f".'9 l^ - 矩形光栅界面 < 7 2s7*Rv - 过渡点列表界面 DL'd&;6 - 锯齿光栅界面 B#HnPUUK - 正弦光栅界面 lnC !g •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 BGB,Gb ",~ b2]ym 光栅工具箱初始化 j}|N^A_ S •初始化 e Z@Gu
- 开始 K[Y c<Q 光栅 =w',-+@ 通用光栅光路图 "C:rTIH •注意：使用特殊类型的光栅，例如： 矩形形状， ^H5w41 可直接选择特定的光路图。 /Y;+PAy C+/E qq^(
 9USrgY6_ ,pDp>-vI% 光栅结构设置 H/^ ~<U#p •首先，必须定义基板（基块“Base Block”）的厚度和材料。 qxf+#
 -]Q3/"Q •在VirtualLab中，光栅结构在所谓的堆栈（stack）中定义。 X!U]`Q h •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 /Qr A8
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J*}VV9H •例如，选择第一个界面上的堆栈。 v$t {o{3 f zLANya 堆栈编辑器 NlA*\vco •在堆栈编辑器(Stack Editor)中，可以从目录中添加或插入界面。 -`-ACWeNV •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。 - waX#U T= 536^PcJlN
 IM[54_I
$|Q".dD 矩形光栅界面 F`fGz)Mk 2#'rk'X,K •一种可能的界面是矩形光栅界面。 C@ FxB[ •此类界面适用于简单二元结构的配置。 IgLVn<5n •在此示例中，由银制成的光栅位于玻璃基板上。 GMEw •为此，增加了一个平面界面，以便将光栅结构与基块分开。 TRSOO} •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。 H!Wis3S3G
$TR=3[j
 G5!|y#T i B%XBR 矩形光栅界面 1T!cc%ah •请注意：界面的顺序始终从基板表面开始计算。 e-~hS6p( •所选界面在视图中以红色突出显示。 b+W)2rFO
 5_v 5 •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。 0o;k?4aP.c •可以在光路编辑器（Light Path Editor）中更改此材质。 $X`bm*  _i-\mR_~ •堆栈周期（Stack Period）允许控制整个配置的周期。 !K!)S^^Po? •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 IZ+ *`E •如果是简单的光栅结构，建议选择“取决于界面周期”（Dependent from Period of Interface）选项，并选择适当的周期性界面索引。 D=2~37CzQ1 \'[3^/('  W5pn;u- sz
=\M)6" }y}
 :b"= KQ I9;xz ES 矩形光栅界面参数 VxNX d? •矩形光栅界面由以下参数定义 |B
9 t- - 狭缝宽度（绝对或相对） K-Re"zsz - 光栅周期 NK 8<=
n%" - 调制深度 7kdeYr~<1 •可以选择设置横向移位和旋转。 ,cLH*@
7@JjjV
 bdCyk G-
0%/,> IR>r 高级选项和信息 B@d1xjp)'] •在传播菜单中，有几个高级选项可用。 E\ tL •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 64SW •可以设置总级次数或衰逝波级次数 ^#2xQ5h （evanescent orders）。 '[%jjUU •如果考虑金属光栅，这项功能非常实用。 d60c$?"]a( •相反，在介质光栅的情况下，默认设置就足够了。 2v4W6R wXz\N GW  |ribWCv0 5Wo5 n7o •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 ;;M"hI3@ •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。 2bkJ /u`i •此外，有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 k<!<<,Z •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。 Ha?G=X
X2 LV& oi  7vw;Egd@@- E!uJ 6\ 过渡点列表界面 /\d(c/, 4 •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 [M`=HhJ4 •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 ,'=hjI el •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。 MBlBMUJk  |4 Qx=x> 04~}Ib eJ 过渡点列表参数 |88CBiu} •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 N0 nj ` •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。 jKS! ' ? W8 y$ Ve8m  @'
d6iYk_ 7H4L-J3 •必须在周期化（Periodization）选项卡中设置此界面的周期。 +^Fp&K+^ •此处，可以定义x方向和y方向的周期。 4oV
{=~V •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。 pzi q0 X~Cq
 ZvH?3Jy ,[A g~.T 高级选项及信息 zz&vfO31J •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。 pcnl 0o~ [z2eC H
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a_MFQf&KV 正弦光栅界面 ';Nu& D#Ph •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 IytDvz*| •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 nZxSMN0] •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： #~S>K3( - 脊的材料：基板的材料 =HS4I.@c_5 - 凹槽材料：光栅前面的材料 \ADLMj`F| T{tn.sT  e? P%wqB ~;8I5Sge 正弦光栅界面参数 4v Lw?_". - 正弦光栅界面也由以下参数定义： Wxn#Rk#> •光栅周期 z+
ZG1\ •调制深度 T<6GcI>A - 可以选择设置横向移位和旋转。 x9&p!&*&IT - 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。 n +rM"Gxz gHZqA_*T8U  l!:^6i \E77SO,$ 高级选项和信息 j; +["mi
•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。 z&F5 mp@
X8Fzs!L`
 Pj&A= `;cz ;" 高级选项及信息 *gDl~qNRoS •如果增加层数（例如，增加2倍），则离散化变得光滑。 M*(H)i;s:w 7&foEJ3q  5z Kqb 锯齿光栅界面 ' %&z.{ •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 -=mwy •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 O1'K >teF% •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： WqQU@s A - 脊的材料：基板的材料 7 >bMzdH - 凹槽材料：光栅前面的材料 iD714+N( V&iS~V 0.
 P#;Th8k{K2 j^ n u| 锯齿光栅界面参数 ~b6GrY"vB •锯齿光栅界面也由以下参数定义： %K l(>{N - 光栅周期 e 2wvc/gG6 - 调制深度 0 >FE% •此外，闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 'Wp @b678 •可以选择设置横向移位和旋转。 ;MPKJS68@ •由于这是光栅界面（类似矩形和正弦型），因此不必选择周期。 RG1\=J$:E
\=fh-c (J,  F>-}* o $8g42LR' 高级选项和信息 J^:n* C
•同样，可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 9. s,:?5e  (N aK3_ 探测器位置的注释 p[qg&VKB 关于探测器位置的注释 Ao"C<.gUYP •在VirtualLab中，探测器默认位于基板后面的空气中。 cz (G]{N •如果光栅包含在复杂的光学装置中，则必须这样做。 6 64q~_@B1 •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。 12O lrU •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）。 ~OCZz $qA •可以避免这些干涉效应的不良影响。 ]0-< >  YPE nNt+
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