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摘要 9 ;Ox;;w #K Xa& C 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。 d'$T4yA MP 2~;T}~
 /)(#{i* Jesjtcy<* 本用例展示了...... rT5Ycm@ •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构，例如： ~UjGSO)z} - 矩形光栅界面 e\JojaV - 过渡点列表界面
{=QiZWu - 锯齿光栅界面 q** G(}K - 正弦光栅界面 /_Z652@ •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 W.0L:3<" :WL'cJ9a 光栅工具箱初始化 "D=P8X&vs •初始化 3*)ig@e6 - 开始 `zXO_ @C 光栅 EEZw_ 1 通用光栅光路图 ,|plWIl~ •注意：使用特殊类型的光栅，例如： 矩形形状， )!:Lzi 可直接选择特定的光路图。 I=9!Rs(QF g [7#w,o
 16i "Yg!* mAW, ?h 光栅结构设置 *9c!^ $V •首先，必须定义基板（基块“Base Block”）的厚度和材料。 }HYjA4o\A
 (BfgwC) •在VirtualLab中，光栅结构在所谓的堆栈（stack）中定义。 uDSxTz { •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 G 0; XaL:
e-*.Ca
 X>.
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J Egx@};O •例如，选择第一个界面上的堆栈。 ['*8IWg 0,rTdjH7 堆栈编辑器 m[@Vf9 •在堆栈编辑器(Stack Editor)中，可以从目录中添加或插入界面。 6 ]pX>Xho •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。 Ttc[Q]Ri 0`A~HH }
 Xy &uZ
pzgSg[ | 矩形光栅界面 $aPfGZ<i _#}n~ }d •一种可能的界面是矩形光栅界面。 F. =Bnw/- •此类界面适用于简单二元结构的配置。 a~!G%})'a •在此示例中，由银制成的光栅位于玻璃基板上。 -,{-bi •为此，增加了一个平面界面，以便将光栅结构与基块分开。 ^ Dt# $Z •在堆栈编辑器的视图中，根据折射率（黑暗表示更高），其他颜色表示不同的材料。 qTo-pA G`
N**g]T
0`
 fb:j%1WF ZzBQe 矩形光栅界面 WJ9 cZL •请注意：界面的顺序始终从基板表面开始计算。 ?EK?b
s •所选界面在视图中以红色突出显示。 5W@jfh)
 y&= ALx@ •此外，此处无法定义光栅前方的介质（指最后一个接界面后面的介质）。 它自动取自光栅元件前面的材料。 h"[+)q%L •可以在光路编辑器（Light Path Editor）中更改此材质。 l-$uHHyu*  Z@%HvB7 •堆栈周期（Stack Period）允许控制整个配置的周期。 |xv y')(b •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 W$Yc'E
; •如果是简单的光栅结构，建议选择“取决于界面周期”（Dependent from Period of Interface）选项，并选择适当的周期性界面索引。 PeE/iZ. 1G'`2ATF*  y tf b$;|
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&9(mB
 G>+ 1*\c vuFBET, 矩形光栅界面参数 H7k PM[ •矩形光栅界面由以下参数定义 2{.QjYw^ - 狭缝宽度（绝对或相对） z|(+|pV( - 光栅周期 N9<Ujom - 调制深度 +/;*| •可以选择设置横向移位和旋转。 " A)( "
?}Lg)EFH
 GzTq5uU&
}O4se" xK 高级选项和信息 08m;{+|vY •在传播菜单中，有几个高级选项可用。 K!mOr •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 nPgeLG"00 •可以设置总级次数或衰逝波级次数 \rV
B5|D? （evanescent orders）。 ,xT?mt}P •如果考虑金属光栅，这项功能非常实用。 |J~eLh[d •相反，在介质光栅的情况下，默认设置就足够了。 ^v@4 |E$ ?<yM7O,4  =0'q!}._! 5 Fm=/o1 •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 A;u" <KG? •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。 9cv]y# •此外，有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 M#@aB"@J> •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。 .\qj;20 W
7gS1~Q4\V2  1]T`n /d V HOp-P8z 过渡点列表界面 Fv)7c4 •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 j` /&r*zNq •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 Ij'NC C •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。 JkA|Qdj~Mr  .M4IGOvOS m2Uc>S 过渡点列表参数 N|2y" 5 •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 2`= 6 %s
•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。 j,2l8? '?yCq$&  F Cc=e{ 3v!~ cC~cI •必须在周期化（Periodization）选项卡中设置此界面的周期。 gX?n4Csy' •此处，可以定义x方向和y方向的周期。 G 8Y+w •在这种情况下，可以忽略内部和外部定义区域的设置，因为接口的扩展已经被周期性边界条件截断。 Us~ X9n_F )Os Lrq/
 ?Jtg3AY k,Zm GllQ] 高级选项及信息 `4CWE_ k •同样，可以在高级设置选项卡页面上调整和研究分解结构的数据。 dy>|c j C+MSVc
 /LQ:Sv7
i$-#dc2qY 正弦光栅界面 [[)_BmS5r •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 6b Z[Kt •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 ^Dx#7bsDZR •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： ^`qPs/b - 脊的材料：基板的材料 ER{3,0U - 凹槽材料：光栅前面的材料 T_OF7? r5/R5Ga^  XvS IWs S C_|A9 正弦光栅界面参数 "L2 m-e6 - 正弦光栅界面也由以下参数定义： *N /hc •光栅周期 qA/bg •调制深度 ? 4)v`* - 可以选择设置横向移位和旋转。 u=qPzmywt - 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。 {sC=J hs- / axTh  1=Ilej1 3,.%
s 高级选项和信息 p#_ [ •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。 I*1S/o_xI
".2A9]_s
 G"S5ki`o C 7n Kk/r 高级选项及信息 ;>2#@QP •如果增加层数（例如，增加2倍），则离散化变得光滑。 ]X" / yAn iY.eJlfH  Ds5N Ap:x 锯齿光栅界面 _q Tpy)+ •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 {&nV4c$v •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 < `Z%O <X •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： te2
Iu%5 z - 脊的材料：基板的材料 ~/`X*n& - 凹槽材料：光栅前面的材料 4-:7.I(hq C;sgK
 =wA5P@ B2hfD-h,> 锯齿光栅界面参数 T#iU+)-\% •锯齿光栅界面也由以下参数定义： > x'bZ]gm - 光栅周期 *e<_; Kr? - 调制深度 \mXqak,y •此外，闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 _@ i >s, •可以选择设置横向移位和旋转。 !.+"4TF •由于这是光栅界面（类似矩形和正弦型），因此不必选择周期。 _IYY08&(r
~+m ,im8}  |R'i:= sA_X<>vAKJ 高级选项和信息 < 7g Ml •同样，可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 Z! YpklZ?~  H%Y%fQ ~^ 探测器位置的注释 OKQLv+q5K) 关于探测器位置的注释 !s-/0ugZ •在VirtualLab中，探测器默认位于基板后面的空气中。 `)tK^ [,<W •如果光栅包含在复杂的光学装置中，则必须这样做。 _
+KmNfR •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。 YkbO&~. •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）。 yH(V&T v •可以避免这些干涉效应的不良影响。 D _aR\  B+D`\ Nl o
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