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摘要 Q~k5 }n8 w3Lr~_j 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。 fk&>2[^& ;P
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 q7z`oK5 M h"X9-Ot 本用例展示了...... U45kA\[bZ •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构，例如： Mc,3j~i - 矩形光栅界面 U}T{r%9 - 过渡点列表界面 Upw`|$1S - 锯齿光栅界面 A(eB\qG - 正弦光栅界面 CiW z>HWH •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 Oh# z zo FYs]I0}| 光栅工具箱初始化 j%+> y;). •初始化 .jUM';
l - 开始
2nf<RE> 光栅 m^%@bu, 通用光栅光路图 r[g •注意：使用特殊类型的光栅，例如： 矩形形状， ,I6li7V 可直接选择特定的光路图。 y0f:N
U @U+#@6
 3D;?X@ 1-V"uLy@gC 光栅结构设置 mq}V @H5 •首先，必须定义基板（基块“Base Block”）的厚度和材料。 %@9c '6
 J6 J "> •在VirtualLab中，光栅结构在所谓的堆栈（stack）中定义。 ZJe^MnE (G •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 EDT9O
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?lE&o w •例如，选择第一个界面上的堆栈。 WD55( 8Kw,
1O: 堆栈编辑器 Jxf>!\:AZu •在堆栈编辑器(Stack Editor)中，可以从目录中添加或插入界面。 |\2> n! •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。 b)eoFc)lc jB<B_"
 4< +f|(fIA
,eGguNA9 矩形光栅界面 cJerYRjsL Q6T" 8K/ •一种可能的界面是矩形光栅界面。 $Qz<:?D •此类界面适用于简单二元结构的配置。 :. 9 Y •在此示例中，由银制成的光栅位于玻璃基板上。 :w q][0 ) •为此，增加了一个平面界面，以便将光栅结构与基块分开。 V0NLwl
O •在堆栈编辑器的视图中，根据折射率（黑暗表示更高），其他颜色表示不同的材料。 tD*k
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 0K' {w]Q 5dG fO:Dy_ 矩形光栅界面 NH;e |8 •请注意：界面的顺序始终从基板表面开始计算。 0W0GSDx •所选界面在视图中以红色突出显示。 )DmydyQ'
 yAAV,?:o[ •此外，此处无法定义光栅前方的介质（指最后一个接界面后面的介质）。 它自动取自光栅元件前面的材料。 4E2#krE% •可以在光路编辑器（Light Path Editor）中更改此材质。 o}DR p4;Ka  Llkh
kq_ •堆栈周期（Stack Period）允许控制整个配置的周期。 b@ c( Nv •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 ic5af"/(\ •如果是简单的光栅结构，建议选择“取决于界面周期”（Dependent from Period of Interface）选项，并选择适当的周期性界面索引。 eR4ib-nS p>,D F9 W`  tnAj3w c
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mg=,
 Tw djBMte F?$Vx)HI 矩形光栅界面参数 0cSm^a •矩形光栅界面由以下参数定义 *^%+PQ - 狭缝宽度（绝对或相对） V:#rY5X - 光栅周期 R%4Yg(-Q - 调制深度 )!kt9lK •可以选择设置横向移位和旋转。 6fo\ z2
g zlxkv-F{
 Ell14Iki
m 62Zta 高级选项和信息 9 Jw, ls •在传播菜单中，有几个高级选项可用。 =@
acg 0 •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 e]nP7TIU •可以设置总级次数或衰逝波级次数 T;5VNRgpI （evanescent orders）。 rrR"2WuGO •如果考虑金属光栅，这项功能非常实用。 >;XtJJS •相反，在介质光栅的情况下，默认设置就足够了。 - . o,bg bfpeK>T  Oe
x
r&Nh>6<&/ •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 (V&8
WN •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。 H#7=s{ u •此外，有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 '$Z@oCY# •分解预览(Decomposition Preview)按钮提供用于FMM计算的结构数据的描述。 折射率由色标表示。 YzQ(\._s
9+MW13?  _YG@P1 7TEpjSuF 过渡点列表界面 XlD=<$Nk7 •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 ,}\LC;31, •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 jI'?7@32` •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。 4lR+nmAZ  kkfBVmuW I{[}1W3]W 过渡点列表参数 @54$IhhT~ •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 b+q'xn A=> •上限（Upper Limit）必须设置为大于所需光栅周期一半的值，但在周期性结构的情况下自动设置。 n Bd]rak' V dvj*I  X3 1%T" +,,dsL •必须在周期化（Periodization）选项卡中设置此界面的周期。 :-#7j}
R& •此处，可以定义x方向和y方向的周期。 cuH5f }oc •在这种情况下，可以忽略内部和外部定义区域的设置，因为接口的扩展已经被周期性边界条件截断。 pY-!NoES BKO^ux%
 tK[o"?2y rz,,ku4qt 高级选项及信息 s-5 #P,Lw •同样，可以在高级设置选项卡页面上调整和研究分解结构的数据。 wh8 ;:<| {ZSAPq4)L
 tV_3!7m0$
|=v,^uo 正弦光栅界面 wl% ysM| x •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 eaN fCXHDN •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 G /$+e •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： :R=7dH~r - 脊的材料：基板的材料 ern\QAhX X - 凹槽材料：光栅前面的材料 f+ZOE?" 6w? GeJ  n^$Q^[:Z -(e=S^36 正弦光栅界面参数 GOGS"q - 正弦光栅界面也由以下参数定义： shL _{} •光栅周期 m E1Vr •调制深度
A V|:v3 - 可以选择设置横向移位和旋转。 ! SE - 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。 a *
CXg.i r_ +!3  #g@4c3um| !]}C!dXd 高级选项和信息 KztQT9kY •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。 3N!v"2!#
y${`W94
 [ _ `yy nh 0gT>a>@ 高级选项及信息 mXhC-8P •如果增加层数（例如，增加2倍），则离散化变得光滑。 W`u @{Vb] K@DFu5  +~YoP> 锯齿光栅界面 ;qy;;u sa •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 UroC8Tm •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 cZ
!$XXA` •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： A-.Wd7^~* - 脊的材料：基板的材料 'Lu xF1> - 凹槽材料：光栅前面的材料 =`>ei 8kSyT'k C%
 4`9ROC "x.iD,>k 锯齿光栅界面参数 \p} G W •锯齿光栅界面也由以下参数定义： u\iKdL - 光栅周期 E_$nsM8? - 调制深度 k:iy()n[ •此外，闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 rx;;|eb, •可以选择设置横向移位和旋转。 ar
7.O;e •由于这是光栅界面（类似矩形和正弦型），因此不必选择周期。 7LM&3mA<
; 5$ GJu(  |;(P+Q4lB uV hzJu. 高级选项和信息 a(|0 ' ^ •同样，可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 G#f3
WpD  W`oyDg,D 探测器位置的注释 ToKG;Ff 4b 关于探测器位置的注释 D+
.vg?8 •在VirtualLab中，探测器默认位于基板后面的空气中。 MK!
@ND •如果光栅包含在复杂的光学装置中，则必须这样做。 ts_|7Ev •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。 Eb6cL`#N •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）。 {*g{9` •可以避免这些干涉效应的不良影响。 ]oz >/\!  DnhbMxh8o
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