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摘要 |x*{fXdMhr hyM'x* 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。 *O!T!J 4n#YDZ
 Q %+ } s bs[=LW4 本用例展示了...... VjC*(6<Gj •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构，例如： ]J ja - 矩形光栅界面 <>SR 4 - 过渡点列表界面 -m E - 锯齿光栅界面 B:B8"ODV - 正弦光栅界面 >0kmRVd •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 w:ORmR .p PbbXi 光栅工具箱初始化 =X)Q7u".7 •初始化 sM #!Xl; - 开始 tZdwy> ; 光栅 oNiToFbQu 通用光栅光路图 i_[^s:*T •注意：使用特殊类型的光栅，例如： 矩形形状，
#;5[('&[ 可直接选择特定的光路图。 IlcNT_
5a8 sKe9at^E]>
 j l;kc GE fBHkLRFH 光栅结构设置 'LJ %.DJ •首先，必须定义基板（基块“Base Block”）的厚度和材料。 X{5v?4wI
 S4#A#a2J •在VirtualLab中，光栅结构在所谓的堆栈（stack）中定义。 } l :mN •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 f}L>&^I)
p2pTs&}S
 k S@9c _3S
A6@+gP< •例如，选择第一个界面上的堆栈。 pb =jvK o 8 ~f 堆栈编辑器 g\
8#:@at •在堆栈编辑器(Stack Editor)中，可以从目录中添加或插入界面。 ,Hik (22 •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。 S(g<<Te Gk{
"O%AE
 a}5vY
7i-W*Mb : 矩形光栅界面 . 1{vpX H$k![K6Uj •一种可能的界面是矩形光栅界面。 "ay,Lr •此类界面适用于简单二元结构的配置。 "sX [p •在此示例中，由银制成的光栅位于玻璃基板上。 902!M65[rG •为此，增加了一个平面界面，以便将光栅结构与基块分开。 NDs]}5# •在堆栈编辑器的视图中，根据折射率（黑暗表示更高），其他颜色表示不同的材料。 *pcbwd!/
.d#G]8suF
 tj"v0u?zW wzNt c)~i 矩形光栅界面 %S(#cf!HP •请注意：界面的顺序始终从基板表面开始计算。 h-?q6O/ | •所选界面在视图中以红色突出显示。 =0@d|LeZ
 )|{1&F1 •此外，此处无法定义光栅前方的介质（指最后一个接界面后面的介质）。 它自动取自光栅元件前面的材料。 Z?.p%*>`T= •可以在光路编辑器（Light Path Editor）中更改此材质。 :oon}_MdRd  {E3<GeHw4 •堆栈周期（Stack Period）允许控制整个配置的周期。 07T;IV3#C5 •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 3IJI 5K_ •如果是简单的光栅结构，建议选择“取决于界面周期”（Dependent from Period of Interface）选项，并选择适当的周期性界面索引。 8Y{}p[UFT C%95~\Ds  ^?K?\
ard3yNQt
 J1c&"Oh bzj!d|T` 矩形光栅界面参数 [)J49 •矩形光栅界面由以下参数定义 >F\rBc& - 狭缝宽度（绝对或相对） Ch \ed|u - 光栅周期 @KXz4PU - 调制深度 FB = •可以选择设置横向移位和旋转。 } TX'Z?Lq
'QekQ];
 iRj x];:Vu
}ygb gyLa 高级选项和信息 ?%za: { •在传播菜单中，有几个高级选项可用。 8@LykJbP •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 ]/V Iff •可以设置总级次数或衰逝波级次数 ;qVEI/ （evanescent orders）。 xeP;"J} •如果考虑金属光栅，这项功能非常实用。 dl7p 1Cr •相反，在介质光栅的情况下，默认设置就足够了。 Vm1 c-,)3 P B6/<n9#  WJF Ty+bD s!o<Pd yJK •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 T`'3Cp$q •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。 *l?%
o{ •此外，有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 >gi{x |/ •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。 b1>$sPJ+
^ %*{:0'  =< FZ{4 z`r4edk3 过渡点列表界面 D16;6K'{ •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 u, SX`6% •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 piiQ •同样，平面界面用于将光栅材料或介质与其中一个基板分离。 yY g&'3  f+*2K^B |x gCV@ 过渡点列表参数 3 6Z`.E>~L •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 Z%n.:I<%ZV •上限（Upper Limit）必须设置为大于所需光栅周期一半的值，但在周期性结构的情况下自动设置。 T#^6u) 3]]6z K^i  Dp6"I!L<| nu9k{owB T •必须在周期化（Periodization）选项卡中设置此界面的周期。 ZE(RvPW •此处，可以定义x方向和y方向的周期。 eWk2YP! •在这种情况下，可以忽略内部和外部定义区域的设置，因为接口的扩展已经被周期性边界条件截断。 H=BR
- YK+ Z0ry
 +#db_ k z 4fK{S 高级选项及信息 i\z0{;f|GX •同样，可以在高级设置选项卡页面上调整和研究分解结构的数据。 Pk]9.e1_ [3NV #
 :8L61d2(
z iGL4c0p 正弦光栅界面 o%>n u •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 KIY_EE$? •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 J& SuUh< •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： <gz MDX[^M - 脊的材料：基板的材料 *7V{yK$O| - 凹槽材料：光栅前面的材料 &>4$ [m>n 2}\sj'0&  4GejT(U I,?LZ_pK 正弦光栅界面参数 2m}] z.w# - 正弦光栅界面也由以下参数定义： Cu<ojN- $ •光栅周期 vKLG9ovlY •调制深度 XxQ 2g&USk - 可以选择设置横向移位和旋转。 JkE Q@x - 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。 0vNM#@ ]>!_OCe&  S?WUSx*N g+{MvSj$ 高级选项和信息 GDe$p;#"9g •同样，可以在高级设置选项卡中调整和研究分解结构的数据。 Ek\Zi#f<
tXGcw oOB
 %['F[ M o F&Z>B}; 高级选项及信息 > CA1Ub&ls •如果增加层数（例如，增加2倍），则离散化变得光滑。 8[XNFFUZs tjL#?j  O3^@" IY 锯齿光栅界面 A#\X-8/ •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。
M QI= •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 }0*7 bb •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： ^ B]t4N2i - 脊的材料：基板的材料 C_;6-Q%V - 凹槽材料：光栅前面的材料 yw^, @' HKf 3eC
 WocF ID:b q9Wtu7/ 锯齿光栅界面参数 r4'Pf|` u •锯齿光栅界面也由以下参数定义： d DTt _B - 光栅周期 |hAGgo/03 - 调制深度 { 643Dz<e •此外，闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 WbF\=;$= 7 •可以选择设置横向移位和旋转。 P I?[ •由于这是光栅界面（类似矩形和正弦型），因此不必选择周期。 ^8*.r+7p
l K%Hb=  NiF*h~ q ^|2qD:
; 高级选项和信息 \(s ";@ •同样，可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 xC]/i(+bA  "O{sdVS 探测器位置的注释 [VH t#JuN, 关于探测器位置的注释 `,z{7 0 •在VirtualLab中，探测器默认位于基板后面的空气中。 '>8N'* •如果光栅包含在复杂的光学装置中，则必须这样做。 >3/<goXk7 •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。 x4(WvQ %O# •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）。 y+_U6rv[ •可以避免这些干涉效应的不良影响。 "=)`*"rr  F$v
G=3
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