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摘要 X:dj 5 v QCjmg5bf'7 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。 B< o i,S | zA ey\
 "ZH1W9A $q+7 , ," 本用例展示了...... CzK
X} •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构，例如： Jn&(v "_ - 矩形光栅界面 hId GQKr>V - 过渡点列表界面 ZHZ>YSqCS - 锯齿光栅界面 {C3bCVQ]o - 正弦光栅界面 7#RW4Z M •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 XnNK )dUT} f(3#5288 光栅工具箱初始化 \UiuJ+ •初始化 :c6%;2 - 开始 J/mLB7^R 光栅 8 6I".R$d 通用光栅光路图 `0so)2ty+ •注意：使用特殊类型的光栅，例如： 矩形形状， ;zGGT^Dn 可直接选择特定的光路图。 g K PV* L'c4 i[~s
 s0\X%U(" zgO?%O 光栅结构设置 X4o8 •首先，必须定义基板（基块“Base Block”）的厚度和材料。 ($3QjH_@
 rsIjpPa •在VirtualLab中，光栅结构在所谓的堆栈（stack）中定义。 kAAz|dhL- •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 gDA hl
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Q8P;AN_JS •例如，选择第一个界面上的堆栈。 "c}b qoN %xY'v$
% 堆栈编辑器 Obw uyhjQ •在堆栈编辑器(Stack Editor)中，可以从目录中添加或插入界面。 I*0 W\Qz@ •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。 l\S..B
+ 10a=[\ Q
 ?1[go+56X
L 5 >>gG , 矩形光栅界面 T$+} Srb Y H?>2u •一种可能的界面是矩形光栅界面。 {yJ{DU?%Y •此类界面适用于简单二元结构的配置。 I5-/K VWb •在此示例中，由银制成的光栅位于玻璃基板上。 3GaM>w}>W •为此，增加了一个平面界面，以便将光栅结构与基块分开。 SQEXC*0 8 •在堆栈编辑器的视图中，根据折射率（黑暗表示更高），其他颜色表示不同的材料。 l
lQ<x
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@ r^]0LJ 矩形光栅界面 ~#g Vs*K •请注意：界面的顺序始终从基板表面开始计算。 k1]?d7g$w •所选界面在视图中以红色突出显示。 4 4n^21k
 HC$_p,9OV •此外，此处无法定义光栅前方的介质（指最后一个接界面后面的介质）。 它自动取自光栅元件前面的材料。 4YdmG.C U •可以在光路编辑器（Light Path Editor）中更改此材质。 ysSEg C3  DTJ~ . •堆栈周期（Stack Period）允许控制整个配置的周期。 ;Yi ;2ttW •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 xOS4J+' s@ •如果是简单的光栅结构，建议选择“取决于界面周期”（Dependent from Period of Interface）选项，并选择适当的周期性界面索引。 T,;6q!s= M T{^=F ]  D
F0~A
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 !QYqRH~ 5 hmks\eb~ 矩形光栅界面参数 5~ jGF •矩形光栅界面由以下参数定义 F n 6>n04v - 狭缝宽度（绝对或相对） g6nBu - 光栅周期 {At1]> - 调制深度 aLP 2p] •可以选择设置横向移位和旋转。 TG'A'wXxy
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cA_v*`YL 高级选项和信息 3{
`fT5]U •在传播菜单中，有几个高级选项可用。 "4I`.$F%O( •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 R_(A&, •可以设置总级次数或衰逝波级次数 xH*OEzN （evanescent orders）。 P
hn&hRAO •如果考虑金属光栅，这项功能非常实用。 G T* \gZ •相反，在介质光栅的情况下，默认设置就足够了。 &x\u.wIa k~:B3p  M )Y`u b PiJCX0d •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 <Y9ps`{}: •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。 ]W]Vkkg] •此外，有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 fU$zG"a_ •分解预览(Decomposition Preview)按钮提供用于FMM计算的结构数据的描述。 折射率由色标表示。 N=-hXgX^
MB: E/  , Lhgv1 E5.)ro=$ 过渡点列表界面 ba|~B8rII[ •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 +xB !T1p D •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 (%\N-[yZ •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。 ]#_ ,?d  <+C]^*j {cC9
}w 过渡点列表参数 !*N#}6Jd •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 T*O!r`.Ak •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。 "o% N`Xlx _ 4pBJOJQ6  8!E$0^)c| vlx
wt ~ •必须在周期化（Periodization）选项卡中设置此界面的周期。 %I[(`nb •此处，可以定义x方向和y方向的周期。 .#Z}}W# •在这种情况下，可以忽略内部和外部定义区域的设置，因为接口的扩展已经被周期性边界条件截断。 E WOn" J*qepq`_
 'V .4Nh d wvsTP32] 高级选项及信息 =] &R6P> •同样，可以在高级设置选项卡页面上调整和研究分解结构的数据。 N%n#mV; eRv3qK{`
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正弦光栅界面 ?}lgwKBHl; •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 7DXT1+t •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 G23Mr9m5O •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料：
E~jNUTq - 脊的材料：基板的材料 " #_NA`$i - 凹槽材料：光栅前面的材料 74xI#`E hekAics6S  >O |hN ` {PWz:\oaD 正弦光栅界面参数 'R99kL/.N - 正弦光栅界面也由以下参数定义： WUMx:a0! •光栅周期 2j*\n|"}{ •调制深度 Ds$FO}KD{ - 可以选择设置横向移位和旋转。 l&^9<th - 由于这是光栅界面（类似于矩形和锯齿借口），因此不必选择周期。 C.FGi`rrm w[UPoG #Uh  coiTVDwA }ZlJ 高级选项和信息 uFW4A •同样，可以在高级设置选项卡中调整和研究分解结构的数据。 #c./<<P5}
\bZbz/ +D
 >d n[oS, 0&$e:O'v 高级选项及信息 i=#r JK= •如果增加层数（例如，增加2倍），则离散化变得光滑。 3q{H=6 (<=qW_iW  m {I_E
G 锯齿光栅界面 [}+0N GgR •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 ;X Z5r|V} •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 Zj[Bm\ 8 •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： 3T|:1 Nw - 脊的材料：基板的材料 gXE'3 - 凹槽材料：光栅前面的材料 ^4`q%_vm gh['T,
 UW. F1) hm&{l|u{RU 锯齿光栅界面参数 [="moh2*f
•锯齿光栅界面也由以下参数定义： U"<Z ^) - 光栅周期 2sk^A
ly - 调制深度 uZW
? 0W •此外，闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 jgVra* •可以选择设置横向移位和旋转。 @L,T/m-HF •由于这是光栅界面（类似矩形和正弦型），因此不必选择周期。 >OBuHqC
k$7-F3  P>0j]?RB o.Mb~8Yu 高级选项和信息 t&ztY]
qh •同样，可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 "/O0j/lm  iS hB ^ 探测器位置的注释 ]9]3=;b > 关于探测器位置的注释 = K" F!} •在VirtualLab中，探测器默认位于基板后面的空气中。 +[zrU`!@ •如果光栅包含在复杂的光学装置中，则必须这样做。 T=A 7f6` •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。 v'Tk Kwl •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）。 `Btdp:j8i •可以避免这些干涉效应的不良影响。 ;_F iiBk7(  C;O U2,c,T
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