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摘要 5LT{] &`9 &x}a 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。 PMDx5-{A/t 0;*1g 47\
 t%<@k)hd~G R7/"ye:7J 本用例展示了...... DP rFB y •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构，例如： cU,]^/0Y - 矩形光栅界面 3NEbCI LF - 过渡点列表界面 B2QC#R - 锯齿光栅界面 $'SWH+G - 正弦光栅界面 kIHfLwh9N
•如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 T.1*32cX p Rt=5WZ 光栅工具箱初始化 .t/X W++ •初始化 L*2YAIG - 开始 <2cl1Fb 光栅 we<m%pf 通用光栅光路图 mL!)(Bb •注意：使用特殊类型的光栅，例如： 矩形形状， 'USol< 可直接选择特定的光路图。 3SRz14/W_R 29]T:I1d[
 l;4},N ,tdV-9N[O 光栅结构设置 n'<FH<x •首先，必须定义基板（基块“Base Block”）的厚度和材料。 <&n\)R4C1
 Vb0((c%& •在VirtualLab中，光栅结构在所谓的堆栈（stack）中定义。 eq0&8/= •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 ;~&F}!pQ
uG1)cm
B}
 D^( Nijl9U
}L.xt88 •例如，选择第一个界面上的堆栈。 B~/:["zTh& beLT4~Z= 堆栈编辑器 MHs2U N
•在堆栈编辑器(Stack Editor)中，可以从目录中添加或插入界面。 dgLE/r? •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。 S4/CL4= HZp}<7NR(7
 2}Ga
aCu 8
D! 矩形光栅界面 K{eq'F5M G a5O&`h •一种可能的界面是矩形光栅界面。 IMaa#8, •此类界面适用于简单二元结构的配置。 < cQ)*~hN •在此示例中，由银制成的光栅位于玻璃基板上。 0n5{Wr$ •为此，增加了一个平面界面，以便将光栅结构与基块分开。 :'*;>P
.( •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。 f(Vr &X
/%E X4
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 s W'SR -O.q$D=as 矩形光栅界面 idWYpU>gC •请注意：界面的顺序始终从基板表面开始计算。 {+CW_ce •所选界面在视图中以红色突出显示。 Eiqx1Z M
 5Jo><P a •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。 oPSucz&s •可以在光路编辑器（Light Path Editor）中更改此材质。 H Aq  'CE3
|x\%K •堆栈周期（Stack Period）允许控制整个配置的周期。 f+#^Lngo •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 ElJM.
a •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。 C&Nga
`J 2g>4fZ  LxWnPi ^
V)[ta`9
 :~K c"Pg F` /mcyf 矩形光栅界面参数 3v~804kWB •矩形光栅界面由以下参数定义 blbL49; - 狭缝宽度（绝对或相对） BCH{0w^D - 光栅周期 u4
##*m - 调制深度 YNEPu:5J •可以选择设置横向移位和旋转。 JQ- O=8]
99Gzh X _
 T(Q(7
mmE!!J`B 高级选项和信息 Q-scL>IkCb •在传播菜单中，有几个高级选项可用。 T8nOb9Nrj •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 (XF"ckma •可以设置总级次数或衰逝波级次数 A .]o&S} （evanescent orders）。 1}O&q6\"J •如果考虑金属光栅，这项功能非常实用。 xa7~{ E, •相反，在介质光栅的情况下，默认设置就足够了。 k!9LJ%Xh rA<>k/a
 '@~\( SH ;,d^=:S6@ •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 +4 8a..4sN •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。 1N8:,bpsT •此外，有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 "])yV
•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。 $~$NQe!/
7w}PYp1Z'~  T7F )'Mx<
=6PTT$, 过渡点列表界面 58TH|Rj+I •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 0rnne
L •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 yeI((2L@E2 •同样，平面界面用于将光栅材料或介质与其中一个基板分离。 33O O%rWi  ssf.ef$ !CJh6X ! 过渡点列表参数 S6Er# )k •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 @m#1[n; •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。 E5 >y?N qFqK. u  puv/ +!q W~EDLL Z •必须在周期化（Periodization）选项卡中设置此界面的周期。 \J]qd4tF •此处，可以定义x方向和y方向的周期。 17hFwo` •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。 _'CYS3-P3 8eAc 5by
 #CRAQ#:45( (z8^^j[ 高级选项及信息 =Gl6~lJ{_ •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。 Cf~H9 Bu%TTbnz_G
 ]]R!MnU:$
\Z?.Po`!j 正弦光栅界面 G7|CwzMg •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 Mk:k0 ,z •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 >q+q];=( •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： ")gd)_FOS - 脊的材料：基板的材料 n ]K`ofjl^ - 凹槽材料：光栅前面的材料 ZxvqLu E%+ aqA)f  $e99[y@ JDa=+\ _ 正弦光栅界面参数 { \r1A - 正弦光栅界面也由以下参数定义： l(o;O.dLt •光栅周期 GnCO{"n •调制深度 8 !{;yz - 可以选择设置横向移位和旋转。
!623; - 由于这是光栅界面（类似于矩形和锯齿借口），因此不必选择周期。 P&6hk6# 1u%e7  :!fP~(R'm equ|v~@ y 高级选项和信息 dg(fD>+ •同样，可以在高级设置选项卡中调整和研究分解结构的数据。 "OdR"M(G\
2r 0u[
 Y{Yp N ~ qjnV 高级选项及信息 Ts~MkO •如果增加层数（例如，增加2倍），则离散化变得光滑。 {6/Yu: ; +nLsiC{&  ?E6*Ef 锯齿光栅界面 6+Y^A})(F- •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 WNE=|z#| •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 Q5!" tF p •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： 0EA<ip - 脊的材料：基板的材料 RD$"ft]Vc - 凹槽材料：光栅前面的材料 ^")SU(` j/C.='?%
 >$%rs c}^ Msk^H7 锯齿光栅界面参数 .b3c n •锯齿光栅界面也由以下参数定义： e>GX]tK - 光栅周期 dx<KZR$!V - 调制深度 )q+Q tz6D •此外，闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 f0< ' IgN •可以选择设置横向移位和旋转。
Z>O2 •由于这是光栅界面（类似矩形和正弦型），因此不必选择周期。 F74^HQ*J
`.0WK  SccaX
P s}O9[_v 高级选项和信息 [r)Hm/_=|U •同样，可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 qM HI-h_A  IM^K]$q$47 探测器位置的注释 DGQGV[9%4C 关于探测器位置的注释 ]V `L\ •在VirtualLab中，探测器默认位于基板后面的空气中。 LKEf#mp •如果光栅包含在复杂的光学装置中，则必须这样做。 fD1a)Az •但是，完美的平面和平行基板可能会产生一些干涉效应，而实际情况并非如此。 byyzXRO; •因此，为了计算光栅效率，应将探测器设置在基板材料内（同样适用于大多数光栅评估软件）。 O6P{+xj$ •可以避免这些干涉效应的不良影响。 `Dn "<-9:  &idPO{G
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