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摘要 \7OJN
~&< 4r68`<mn[ 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。 *%P>x}6w3 BG(R=,
7
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GQ 2 GHXn:V 本用例展示了...... 6\NX
5Gh •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构，例如： $.suu^> ^w - 矩形光栅界面 lBizC5t!o - 过渡点列表界面 8MYL XW6 - 锯齿光栅界面 UE}8Rkt - 正弦光栅界面 P5yJO97 •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 {[YqGv=fF BLl%D 光栅工具箱初始化 tdMP,0u •初始化 Tx|SAa=V - 开始 ,(;p(#F> 光栅 ~#HH;q_7m 通用光栅光路图 /8P4%[\ •注意：使用特殊类型的光栅，例如： 矩形形状， | o ; j0 可直接选择特定的光路图。 }mtC6G41Q J_y<0zF**
 uMiD*6,$< +l[Z2mW 光栅结构设置 l`~a}y "n •首先，必须定义基板（基块“Base Block”）的厚度和材料。 CYT uj>Ww
 Z=e [
!c •在VirtualLab中，光栅结构在所谓的堆栈（stack）中定义。 Qw p\)jVi •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 MHpL$g=5_
gLXvw ]
 *783xEF>f
rC1qGzg\a •例如，选择第一个界面上的堆栈。 6.`} &E " kE:T., 堆栈编辑器 o1p$9PL\: •在堆栈编辑器(Stack Editor)中，可以从目录中添加或插入界面。 ?:{0 •VirtualLab的目录提供了几种类型的界面。 所有界面都可以用来定义光栅。 A^= Hu,"e H(5ui`' s
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'EH 矩形光栅界面 "x=@ ,*Bk 3
4 A&LBwC •一种可能的界面是矩形光栅界面。 5wE !_ng>| •此类界面适用于简单二元结构的配置。 9>.<+b(>!' •在此示例中，由银制成的光栅位于玻璃基板上。 :(S/$^ U •为此，增加了一个平面界面，以便将光栅结构与基块分开。 ]Nd '%M •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。 XCqfAcNQ
7Y @=x#
 6%ti B? 1Hk<_no5 矩形光栅界面 3' :[i2[ •请注意：界面的顺序始终从基板表面开始计算。 qu#@F\gX •所选界面在视图中以红色突出显示。 S#0|#Z5qD
 L F -+5` •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>MJ0J76] •可以在光路编辑器（Light Path Editor）中更改此材质。 b 3 %&  P7BJ?x •堆栈周期（Stack Period）允许控制整个配置的周期。 [r~rIb%Zj •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 v^lm8/ }NO •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。 9q0,K" x) WKYA9BaR  > {LJ#Dc6
QF.wtMGF &
 GD6'R"tJ /kviO@jm4( 矩形光栅界面参数 E{k%d39> •矩形光栅界面由以下参数定义 CDTk - 狭缝宽度（绝对或相对） sJYKt - 光栅周期 8L9S^ ' - 调制深度 pS|JDMo •可以选择设置横向移位和旋转。 loqS?b C ]
>* Qk~kv<%
 E<m"en&v
"6 Hj ji@A 高级选项和信息 a bk:_ •在传播菜单中，有几个高级选项可用。 ;x kf ?| •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 .D2ub/er •可以设置总级次数或衰逝波级次数 +[l{C+p （evanescent orders）。 u!EulAl •如果考虑金属光栅，这项功能非常实用。 A&_i]o •相反，在介质光栅的情况下，默认设置就足够了。 Dil4ut- $ k^%TJ.y@  xzf)_ < { G>+. •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 "F.J> QBd •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。 J`D < •此外，有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 TXk"[>,:H •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。 [r<
Y0|l,m
7QL) }b.H  m5Laq'~0_ E6&uZr 过渡点列表界面 D]>86& •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 c.me1fGn •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 `9"jHw`D •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。 ~(doy@0M  bA9d be j~j
V`>A 过渡点列表参数 =VI`CBQ/Um •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 ^~k FC/tQ •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。 ?B31 t9 ++RmaZ  $/(/v?3][e sAAIyPJts •必须在周期化（Periodization）选项卡中设置此界面的周期。 % RF •此处，可以定义x方向和y方向的周期。 g=' 2~c •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。 9 Qm{\ ;og <eK
 Wv'B[; [) Uc;IPS 高级选项及信息 I
Y-5/ •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。 a +Qj[pS Dg4^
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 Rn ^N+3o'M
k`zK 正弦光栅界面 j:<T<8 .o •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 sN/Xofh •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 [
^ \) •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： +?eAaC7s - 脊的材料：基板的材料 j
W]c9 u - 凹槽材料：光栅前面的材料 :z5I bas: 4 6JP1  n7<-lQRaxZ ~bQ:gArk 正弦光栅界面参数 @)B5^[4(; - 正弦光栅界面也由以下参数定义： NNV.x7 •光栅周期 L.&Vi"M <@ •调制深度 \e vgDZf - 可以选择设置横向移位和旋转。 pNme jz: - 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。 {.'g!{SHp fO|u(e
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w(hAPv ^Q:`2C5 高级选项和信息 3]82gZG G •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。 q:eAL'OkM
j>=".^J
 6EGEwx _E-GHj>k
z 高级选项及信息 W|
eG} ` •如果增加层数（例如，增加2倍），则离散化变得光滑。 o O,p.X% bJ[1'Es `  )CU(~s|s 锯齿光栅界面 _ e^V\O> •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 667tL( •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 _$x *CP0( •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： Yhdt8[ 2 - 脊的材料：基板的材料 35\0g& - 凹槽材料：光栅前面的材料 Qx#)c%v \\ G4]``
 6!V* :.( 5Ww\h 锯齿光栅界面参数 'Pn`V{a •锯齿光栅界面也由以下参数定义： UzRF'<TWf - 光栅周期 g[Y$SgJ - 调制深度 iTyApL V •此外，闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 TMs\#
•可以选择设置横向移位和旋转。 X> KsbOZ •由于这是光栅界面（类似矩形和正弦型），因此不必选择周期。 e6/} M3B
q Tex\qP  b?^<';,5 ?q6eV~P 高级选项和信息 BF# e=p •同样，可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 DA\O,^49h  Fs~-exY1 探测器位置的注释 Gj0NN: 关于探测器位置的注释 'f!Jh<i •在VirtualLab中，探测器默认位于基板后面的空气中。 vDL/PXNC •如果光栅包含在复杂的光学装置中，则必须这样做。 *GMRu,u2 •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。 "d\8OOU •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）。 IT "jtV •可以避免这些干涉效应的不良影响。 "*WXr$  <;K/Yv'{r
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