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摘要 ,6pH *b $ IV*$U7~ 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。 Uwa1)Lwn %W@IB8]Vr
 j)*nE./3 LRs; >O 本用例展示了...... #C}(7{Vt •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构，例如： I/|n
ma/ $ - 矩形光栅界面 x*)O<K - 过渡点列表界面 ?Qk#;~\yB - 锯齿光栅界面 CgE5 ;O - 正弦光栅界面 ~Wv?p4 •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 Ba~Iy2\x NE"fyX` 光栅工具箱初始化 px@\b]/ •初始化 [N)M]u - 开始 s ~G{-)* 光栅 g7i 6Y j1 通用光栅光路图 bux-t3g7+ •注意：使用特殊类型的光栅，例如： 矩形形状， J K^;-& 可直接选择特定的光路图。 \f#ao<vQm 37Y]sJrs$
 W^f#xrq> 9_{!nQC.g 光栅结构设置 B?Skw{& •首先，必须定义基板（基块“Base Block”）的厚度和材料。 cK&oC$[r-
 ,vPF=wq •在VirtualLab中，光栅结构在所谓的堆栈（stack）中定义。 3LR Eue7Gr •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 =d}3>YHS
2F i*)\{
 X $f%Ss
1S.~-K*X •例如，选择第一个界面上的堆栈。 oV`sCr5% X[<9+Q-& 堆栈编辑器 -}@9 lhS, •在堆栈编辑器(Stack Editor)中，可以从目录中添加或插入界面。 H V@:!zM •VirtualLab的目录提供了几种类型的界面。 所有界面都可以用来定义光栅。 ^ d qEOW \BL9}5y
 V_!i KEU
Npqb xb 矩形光栅界面 D 3PF(Wx lS^0*(Y •一种可能的界面是矩形光栅界面。 GSp1,E2J •此类界面适用于简单二元结构的配置。 Cp%|Q.? •在此示例中，由银制成的光栅位于玻璃基板上。 Tx*m
p+q •为此，增加了一个平面界面，以便将光栅结构与基块分开。 rzu^br9X •在堆栈编辑器的视图中，根据折射率（黑暗表示更高），其他颜色表示不同的材料。
cO:x{~
lK-I[i!
 yWzTHW`)Mr (]:G" W8f 矩形光栅界面 L6m'u6:1{ •请注意：界面的顺序始终从基板表面开始计算。 o&]qjFo\m •所选界面在视图中以红色突出显示。 G;e}z&6<k
 nFqMS|EN •此外，此处无法定义光栅前方的介质（指最后一个接界面后面的介质）。 它自动取自光栅元件前面的材料。 ze- iDd_y •可以在光路编辑器（Light Path Editor）中更改此材质。 XL:7$  SZ_hG D 0 •堆栈周期（Stack Period）允许控制整个配置的周期。 3r\QLIr L8 •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 4P8:aZM •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。 ,f $ RE6 (< h,R@:  _#+i;$cO-X
7$ 'j a
 PJ'l:IU E~ B
LY{3: 矩形光栅界面参数 (f)QEho7 •矩形光栅界面由以下参数定义 4
QWHGh" - 狭缝宽度（绝对或相对） |
!Knd ^} - 光栅周期 ?1YK-T@ - 调制深度 V{][{5SR •可以选择设置横向移位和旋转。 )lZb =t
*`kh}
 o\N),;LM
O?@AnkOhn 高级选项和信息 e. [h •在传播菜单中，有几个高级选项可用。 + U[A.^t •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 =vR>KE •可以设置总级次数或衰逝波级次数 jN'zNOV~ （evanescent orders）。 w0pH|$"/P •如果考虑金属光栅，这项功能非常实用。 #(OL! B •相反，在介质光栅的情况下，默认设置就足够了。 Ra/S 46$ ,ecFHkT>  DUaj]V{_^ '2eggX% •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 ./ u3z|q1 •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。 KcHW>IBxdv •此外，有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 jVr:O ` •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。 z&w@67
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Ay[6r UO  PA Jt M Wh,p$|vL 过渡点列表界面 d-X<+&VZ •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 NO QM:tBO> •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 }}<^f M •同样，平面界面用于将光栅材料或介质与其中一个基板分离。 +ps(9O/B>  O.i.<VD7 MGK%F#P M 过渡点列表参数 I=0`xF|4K- •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 G@s
rQum( •上限（Upper Limit）必须设置为大于所需光栅周期一半的值，但在周期性结构的情况下自动设置。 n&Bgpt~ c1Skt  W|4:3 c4 .r 4 *?> •必须在周期化（Periodization）选项卡中设置此界面的周期。 !Wgi[VB •此处，可以定义x方向和y方向的周期。 :> f}rq •在这种情况下，可以忽略内部和外部定义区域的设置，因为接口的扩展已经被周期性边界条件截断。 G
.NGS%v 8u6*;* o
 3s;^p,9
Y vhvFBx0 高级选项及信息 W^k95%zBM •同样，可以在高级设置选项卡页面上调整和研究分解结构的数据。 {OIB/ }]<0!q &xB
 F$M^}vsjGx
Q`kV|
pjg 正弦光栅界面 c^3,e/H •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 8
kvF~d
; •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 m~04I~8vk •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： w$iQ,-- - 脊的材料：基板的材料 2D U Y4Ti - 凹槽材料：光栅前面的材料 C c P OK2 LY-,cXm&|  xqs ,4bcbY !#d5hjoX
正弦光栅界面参数 MX? *jYl - 正弦光栅界面也由以下参数定义： bFjH* ~
P •光栅周期 (\ge7sE-oo •调制深度 90#* el - 可以选择设置横向移位和旋转。 4M#i_.`z - 由于这是光栅界面（类似于矩形和锯齿借口），因此不必选择周期。 eSQkW ,~ q:rh+  47N,jVt4 _3(rwD 高级选项和信息 ?VlGTMaS+ •同样，可以在高级设置选项卡中调整和研究分解结构的数据。 tn#cVB3
?7}ybw3t]
 elAWQE u s @Ddz|4 vEi 高级选项及信息 1RJFPv •如果增加层数（例如，增加2倍），则离散化变得光滑。 QEg[ ,`JYFh M  ckMG4
3i\j 锯齿光栅界面 EjL]#,QR •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 [I=|"Ic~ •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 hs[x\:})/ •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： =WjHf8v; - 脊的材料：基板的材料 tPl 4'tW_ - 凹槽材料：光栅前面的材料 W W+xU0 ] L97k(:Ib
 K(i}?9WD `Jk0jj6Z 锯齿光栅界面参数 )i}j\";>L •锯齿光栅界面也由以下参数定义： kL%ot<rt)w - 光栅周期 N]w_9p~=1 - 调制深度 #m,H1YH
M •此外，闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 ZA+dtEE=f9 •可以选择设置横向移位和旋转。 [a04(
2g •由于这是光栅界面（类似矩形和正弦型），因此不必选择周期。 k?Z:=.YW
S7)qq  T [Zs {S _ ;B wP 高级选项和信息 q0NFz mG •同样，可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 =..Bh8P71!  QkBw59L7 探测器位置的注释 S3\NB3@qC& 关于探测器位置的注释 HohCb4do •在VirtualLab中，探测器默认位于基板后面的空气中。 #7 3p ryXV •如果光栅包含在复杂的光学装置中，则必须这样做。 F{0\a;U@^ •但是，完美的平面和平行基板可能会产生一些干涉效应，而实际情况并非如此。 BB6[(Z •因此，为了计算光栅效率，应将探测器设置在基板材料内（同样适用于大多数光栅评估软件）。 iM@$uD$_Q2 •可以避免这些干涉效应的不良影响。 bZ\R0[0  QWk3y"5n<
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