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摘要 y.>r>o"0 q[+ ]; 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。 =.uE(L`]NA Fv3fad@x
 <mpkkCl, 8\[6z0+; 本用例展示了...... &BQ`4j~. •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构，例如： `'g%z: ~ - 矩形光栅界面 E) `+1j - 过渡点列表界面 y :457R2F - 锯齿光栅界面 [1E u6X6 - 正弦光栅界面 SnVnC09y •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 'a0$74f z Q4UaqiL 光栅工具箱初始化 X&K1>dgWP •初始化 HK }C<gg - 开始 l{;v D=D 光栅 _xbVAI4 通用光栅光路图 @P% &Dha •注意：使用特殊类型的光栅，例如： 矩形形状， s]}P
jh8 可直接选择特定的光路图。 ATwPfo8jx@ RhYf+?2
 0"ZRJl<)[I pN?
光栅结构设置 L"AZ,|wIk •首先，必须定义基板（基块“Base Block”）的厚度和材料。 "6.kZ$`%
 :V8 \^ •在VirtualLab中，光栅结构在所谓的堆栈（stack）中定义。 xvb5-tK
- •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 z0c_&@uj*
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 3]V " 9+
'./s'!Lj •例如，选择第一个界面上的堆栈。 n&&X{Rl ~ Z T (@w 堆栈编辑器 :dB6/@f W •在堆栈编辑器(Stack Editor)中，可以从目录中添加或插入界面。 kvKbl;< &# •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。 @<l7"y; \ U"/":w ~
 *;Sj&O
^xFZ;Yf 矩形光栅界面 lLl^2[4k5 ]M#_o] •一种可能的界面是矩形光栅界面。 )p 2kx •此类界面适用于简单二元结构的配置。 o AvX( •在此示例中，由银制成的光栅位于玻璃基板上。 Kk-A?ju@g •为此，增加了一个平面界面，以便将光栅结构与基块分开。 tK0?9M.) •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。 '` ^`NI`
u0\?aeg`
 fsb_*sh & %i$]S`A} 矩形光栅界面 e0qU2 •请注意：界面的顺序始终从基板表面开始计算。 6 6!cfpM •所选界面在视图中以红色突出显示。 n-0RA ~5z
 K8f;AK •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。 xV}-[W5sr' •可以在光路编辑器（Light Path Editor）中更改此材质。 $S A8$!:  $3w a%" •堆栈周期（Stack Period）允许控制整个配置的周期。 Y2 HF •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 Ar,B7-F! •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/RQ 1 >Ta|#]{  $QN}2lJ>
$0=f9+@5
 0 "3l2Eo ^1nQ Dd* 矩形光栅界面参数 :>+}|(v •矩形光栅界面由以下参数定义 #+>8gq^5 - 狭缝宽度（绝对或相对） 7&-B6Y 4 - 光栅周期 My vp PW - 调制深度 %L, mj •可以选择设置横向移位和旋转。 G AI( =
f_I6g uDPz
 YEqZ(( H
Q+YYj 高级选项和信息 ?H3Ls~R •在传播菜单中，有几个高级选项可用。 s"gNHp.oF •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 jbZ%Y0km% •可以设置总级次数或衰逝波级次数 bVO{,P2 o （evanescent orders）。 }V:ZGP#!' •如果考虑金属光栅，这项功能非常实用。 9=YX9nP •相反，在介质光栅的情况下，默认设置就足够了。 DPqk~ KCM RE 6d&#N  ROqz$yY 41dB4Td5t •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 }RvinF:5 •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。 sbqAj m} •此外，有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 aGSix}b1P •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。 X2\1OWR0
)"KKBil0  kn9ul3c $z[FL=h)?+ 过渡点列表界面 <MdIQ;I8 •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 ]l/ PyX •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 :k&R]bc9 •同样，平面界面用于将光栅材料或介质与其中一个基板分离。 apy9B6%PJ+  GP<PU } Y9= 3X 过渡点列表参数 ! W2dMD/ •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 meJ%mY •上限（Upper Limit）必须设置为大于所需光栅周期一半的值，但在周期性结构的情况下自动设置。 b5!D('w>] Es]:-TR  3&`LVhx ;[) O {%s •必须在周期化（Periodization）选项卡中设置此界面的周期。 b} <?& @ •此处，可以定义x方向和y方向的周期。 = 2 J^
'7 •在这种情况下，可以忽略内部和外部定义区域的设置，因为接口的扩展已经被周期性边界条件截断。 FqwH:Fcr: I.dS-)Y
 h$`zuz XSOSy2: 高级选项及信息 1|bg;X9+ •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}ib z4iF ~$PY6s
 Rq`d I~5!b
Nl$b ;~ u 正弦光栅界面 W *.j=?)\[ •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 6> Dm cG:. •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 @y1:=["b •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： X\Gbs=sf6 - 脊的材料：基板的材料 a *2JLK - 凹槽材料：光栅前面的材料 -_[ZRf?^ ^ jYE4gHM  0^('hS& &)
qs0 正弦光栅界面参数 ,::f?
Gc7j - 正弦光栅界面也由以下参数定义： z ?L]5m` H •光栅周期 K6Z/ •调制深度 0+{CN|0 - 可以选择设置横向移位和旋转。 jC p^CNbA - 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。 z{m%^,Cs, &RB{0Qhx  2H,n"-9+ / <
-+*79G 高级选项和信息 ^!A@:}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。 n q%GLUH
wG LSei-s
 L)" E _ 1fMl8[!JLu 高级选项及信息 :meq4!g{1 •如果增加层数（例如，增加2倍），则离散化变得光滑。 Vw";< <0HZ 9f #6Q*/  hM nJH_siY 锯齿光栅界面 $+WMKv@< •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 bIy:~z5
•此界面允许配置闪耀结构的光栅。 ' *=kt •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： sjj,q? - 脊的材料：基板的材料 68QA%m'J - 凹槽材料：光栅前面的材料 v|IG
G'r Q@ghQGn#
 `xsU'Wd^< |2!cPf^8 锯齿光栅界面参数 0eFvcH:qG •锯齿光栅界面也由以下参数定义： Nhrh>x[wJ - 光栅周期 U2CCjAgRs - 调制深度 l*-$H$ •此外，闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 <IwfiI3y •可以选择设置横向移位和旋转。 eh /QFm
4 •由于这是光栅界面（类似矩形和正弦型），因此不必选择周期。 WUK{st.z
"t&_!Rm  NR.YeKsBq L(`Rf0smt 高级选项和信息 MVkO > s •同样，可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 bM >5=Zox  4l~B/"} 探测器位置的注释 _i pY; 关于探测器位置的注释 R4 AKp1Y •在VirtualLab中，探测器默认位于基板后面的空气中。 X;QhK] Z •如果光栅包含在复杂的光学装置中，则必须这样做。 L4!T •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。 NsF8`r g •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）。 rvE Tt •可以避免这些干涉效应的不良影响。 bR}=bp 4K  zC|y" PTw
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