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摘要 Nd0tR3gi7 p4T$(]7 光栅结构广泛用于光谱仪、近眼显示系统等多种应用。VirtualLab Fusion通过应用傅立叶模态方法（FMM）以简易的方式提供对任意光栅结构的严格分析。在光栅工具箱中，可以通过使用堆栈内的各种接口或/和介质来配置光栅结构。 用于设置堆栈几何形状的用户界面是人性化的，并且可用于生成更复杂的光栅结构。 本用例中，介绍了基于界面的光栅结构的配置具体操作流程。 dGZie .Zx (T1< (YZ
 S,5ok0 R t<rIg1 本用例展示了...... ,dRaV</2 •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构，例如： ~&Z>fgOTJ - 矩形光栅界面 %lCZ7z2o - 过渡点列表界面 & d6@ SQ - 锯齿光栅界面 gWj-@o\ - 正弦光栅界面 / WQ.,a •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 ^Iw$ ( ZTR9e\F 光栅工具箱初始化 KVZB`c$<t •初始化 +Tum K. - 开始 ysnW3q!@ 光栅 P<pv@ l9) 通用光栅光路图 .SC *! , •注意：使用特殊类型的光栅，例如： 矩形形状， )n&hO_c/ 可直接选择特定的光路图。 ,z&S;f.f rXB;#ypO
 ~& -h5=3 GxdAOiq; 光栅结构设置 P~Obx Y| •首先，必须定义基板（基块“Base Block”）的厚度和材料。 ;!<}oZp{
 xXJ*xYn "} •在VirtualLab中，光栅结构在所谓的堆栈（stack）中定义。 g W tc3 •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 Xs2}n^#i
U F"%FF
 s#?ZwD,=
*OLqr/ yb •例如，选择第一个界面上的堆栈。 wnS,Jl XIwJhsYZ'9 堆栈编辑器 f|{iW E2d •在堆栈编辑器(Stack Editor)中，可以从目录中添加或插入界面。 wI@87& •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。 9KVJk</:n |62` {+
 v@qP &4Sp
c}(H*VY2n 矩形光栅界面 |5 V0_79
-8l<5g7 •一种可能的界面是矩形光栅界面。 I}P I •此类界面适用于简单二元结构的配置。 A.>mk59 8 •在此示例中，由银制成的光栅位于玻璃基板上。 3E*|^* •为此，增加了一个平面界面，以便将光栅结构与基块分开。 x;~:p;]J2F •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。 4>,X.|9{
%,\JTN|g|A
 9xR5Jm>k &jJu=6 U
B 矩形光栅界面 "D'e •请注意：界面的顺序始终从基板表面开始计算。 c!IZLaVAr9 •所选界面在视图中以红色突出显示。 `nF SJlr&
 "# *W#ohVA •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。 zj7ta[<tr •可以在光路编辑器（Light Path Editor）中更改此材质。 h%/BZC^L]|  G4(R/<J,BQ •堆栈周期（Stack Period）允许控制整个配置的周期。 r `PJb5^\| •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 Y5aG^wE[: •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。 \V-N~_-H O,r;-t4vYU  `;85Mo:qJ
3"x_Y
 gkr9+ +p%3pnj:K 矩形光栅界面参数 0GUJc}fgvN •矩形光栅界面由以下参数定义 ~e}JqJ(97 - 狭缝宽度（绝对或相对） AYn65Ly - 光栅周期 C5 ~~$7k0 - 调制深度 WFF?VBT'^ •可以选择设置横向移位和旋转。 :;_
khno
zM0}(5$m
 i( .e=
x_Ev2
c'4 高级选项和信息 QP\9#D~ •在传播菜单中，有几个高级选项可用。 I
Cc{ 2l •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 2F2Hl •可以设置总级次数或衰逝波级次数 0=>$J
WF （evanescent orders）。 /S]$Hu| •如果考虑金属光栅，这项功能非常实用。 RRja{*R •相反，在介质光栅的情况下，默认设置就足够了。 L"b&O<N o *^-AOSVt,  {T8;-H0H lsax.uG5x •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 $9G&
wH>{ •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(D0oy •此外，有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 h`6 (Oo| •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。 ZVXPp -M
nI3p`N8j*  'J?{/O ^ ]W3_]N 3 过渡点列表界面 T1C_L?L •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 pB:XNkxL •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 $9YQ aN% •同样，平面界面用于将光栅材料或介质与其中一个基板分离。 9Jwd *gevV  7Yg1z%%U TdPd8ig8{ 过渡点列表参数 5len} ){ •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 d`/8Q9tQ •上限（Upper Limit）必须设置为大于所需光栅周期一半的值，但在周期性结构的情况下自动设置。 Ll
KO(Q{" ?;l@yx  8 c) eaDu ]$g07 7o •必须在周期化（Periodization）选项卡中设置此界面的周期。 nVs@DH •此处，可以定义x方向和y方向的周期。 /bykIU TKI •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。 obvE m[x!Z %6q82}# `
 @1o X&# $z_yx
`5 高级选项及信息 20}HTV {v •同样，可以在高级设置选项卡页面上调整和研究分解结构的数据。 5M=U *BI i "V.$|,
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y hKH}
kR 正弦光栅界面 6)1PDlB •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 !SK`!/7c? •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 &MH8~LSb •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： +JI,6)Ry - 脊的材料：基板的材料 I T NFmD - 凹槽材料：光栅前面的材料 dy+A$)gY< l0'Yq%Nf  1K Ujb@" !\#Wq{p>W* 正弦光栅界面参数 GFT@Pqq - 正弦光栅界面也由以下参数定义： a6 gw6jQ •光栅周期 I3> 8B •调制深度 *Hx*s_F - 可以选择设置横向移位和旋转。 +[
?!@) - 由于这是光栅界面（类似于矩形和锯齿借口），因此不必选择周期。 -. *E<% +=/j+S`  Dspvc 7@"X?uo%o 高级选项和信息 n1; a~0P •同样，可以在高级设置选项卡中调整和研究分解结构的数据。 =bh: U9 0y
62ru%<x =
 v9 \n=Z i1x4$ } 高级选项及信息 Z =8&` •如果增加层数（例如，增加2倍），则离散化变得光滑。 m%.4OXX"& K 1X-<5]{  ' ;G/,wB?` 锯齿光栅界面 /}1|'?P •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 -o~z b-E •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 c!HGi qp •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： 2 D%2 k - 脊的材料：基板的材料 V(Pw|u"
e - 凹槽材料：光栅前面的材料 !% $[p' Y*@7/2,
 T"P}` mT 9X*Z\- 锯齿光栅界面参数 Aq(cgTNW •锯齿光栅界面也由以下参数定义： s 4rva G@a - 光栅周期 O^\:J 2I( - 调制深度 %( OP
[ •此外，闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 AO`@ &e]o •可以选择设置横向移位和旋转。 IwYfs]- •由于这是光栅界面（类似矩形和正弦型），因此不必选择周期。 KK 7}q<&i
GI{EP& C  1$Dc E> T[OI/ WuK 高级选项和信息 9+y&&;p •同样，可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 5 v.&|[\k  f-#:3k*7S 探测器位置的注释 ue 3 ].: 关于探测器位置的注释 T x
Mh_ •在VirtualLab中，探测器默认位于基板后面的空气中。 # qVvh3#g •如果光栅包含在复杂的光学装置中，则必须这样做。 , 62~u'hR5 •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。 1VYH:uGuAU •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）。 )7Hx <?P •可以避免这些干涉效应的不良影响。 Ngx2N<$<*g  #rW-jW=A
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