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摘要 si4=C 3mn-dKe(( 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。 FQ&VM6_ ^\t">NJ^
 GnHf9
J rR ll^O+>1dO 本用例展示了...... 4>eg@s N •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构，例如： JZ0+VB-3U - 矩形光栅界面 `)_FO]m}jS - 过渡点列表界面 L.&Vi"M <@ - 锯齿光栅界面 T{2//$T? - 正弦光栅界面 r, @|Snv) •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 g(/O)G. [9H m][|Ph 光栅工具箱初始化 :EAfD(D{) •初始化 ?O]gFn - 开始 9K_HcLO%y 光栅 C
5!6k1TcE 通用光栅光路图 T[K?A+ l •注意：使用特殊类型的光栅，例如： 矩形形状， dKG<" 可直接选择特定的光路图。 ol>=tk 8} 4p g(QeR
 ~oyPmIcb C /#/F#C 光栅结构设置 -2XIF}.Hu •首先，必须定义基板（基块“Base Block”）的厚度和材料。 K_Gf\x
 R5~ m"bE •在VirtualLab中，光栅结构在所谓的堆栈（stack）中定义。 5 WX2rJ8z •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 G!Q)?N
6/C
 +PD5pr
P=i |{vv( •例如，选择第一个界面上的堆栈。 3Sb%]f5( N1t:i? q& 堆栈编辑器 xpo}YF'5 •在堆栈编辑器(Stack Editor)中，可以从目录中添加或插入界面。 "A$Y)j<#G •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。 0;`PHNBq !T1i_
 U4/$4.'NQ
8XE0 p7 矩形光栅界面 TMs\#
X> KsbOZ •一种可能的界面是矩形光栅界面。 =swcmab; •此类界面适用于简单二元结构的配置。 7m$/. \5 •在此示例中，由银制成的光栅位于玻璃基板上。 `f HiY.- •为此，增加了一个平面界面，以便将光栅结构与基块分开。 |8rJqtf +& •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。 3`I_
n[7zK'%Dxg
 6 <GWDO J)+eEmrU 矩形光栅界面 r-uI FhV^ •请注意：界面的顺序始终从基板表面开始计算。 mI18A#[ 3 •所选界面在视图中以红色突出显示。 a+N d%hoe
 my0->W%L •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。 :@L5=2Z+ •可以在光路编辑器（Light Path Editor）中更改此材质。 HyMb-Us  w, wt<@} •堆栈周期（Stack Period）允许控制整个配置的周期。 h Nwb.[ •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 &ICO{#v5 •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。 Rx<F^J [Hf FC3U  ]y$C6iUY*
O@$i
 Cm>F5$l{ cPYQ<Y= 矩形光栅界面参数 :-8u*5QK]` •矩形光栅界面由以下参数定义 vUA,` - 狭缝宽度（绝对或相对） _X/`4 G - 光栅周期 c`Cn9bX - 调制深度 .j.=|5nVo4 •可以选择设置横向移位和旋转。 |szfup~5es
4 n(
f/
 ];YOP%2
tIw4V^'| 高级选项和信息 wOP }SMn •在传播菜单中，有几个高级选项可用。 5{[0Clb) •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 wz=I+IN: •可以设置总级次数或衰逝波级次数 b/`' ?|
C （evanescent orders）。 :|TBsd|/x •如果考虑金属光栅，这项功能非常实用。 )*B.y|b # •相反，在介质光栅的情况下，默认设置就足够了。 |d8o<Q ~ ]Jfg$'  d 0d2QRX #c_ZU\" h" •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 vbU{Et\ ^ •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。 i\b2P2
`B •此外，有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 7 y&`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。 b7/4~_s
<T>f@Dn,  ;8UHPDnst uNjy&I: 过渡点列表界面 t!LvV.g+ •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 UF
tTt`N2 •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 I nk76- •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。 ]MyWB<9M  lDzVc`c H^~!t{\ 过渡点列表参数 xb\lbS{ f •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 tFCeE=4% •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。 L` BLkDm
9b>a<Z
 IZGty=Q_ W=drp>Uj •必须在周期化（Periodization）选项卡中设置此界面的周期。 <\u%ZB •此处，可以定义x方向和y方向的周期。 *!r8HV/< •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。 y!j1xnzki tfO
_b5g
 H4U;~)i /C" E*a 高级选项及信息 />$kDe •同样，可以在高级设置选项卡页面上调整和研究分解结构的数据。 % rkUy?=vu IlY,V
 YB[P`Muj
Z=ho7i 正弦光栅界面 *ZHk^d: •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 xJ4T7 )* •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 Kgcg:r : •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： C M(g4fh - 脊的材料：基板的材料 -<.>jX - 凹槽材料：光栅前面的材料 7J)-WXk N GNn_1  `eA 0Z:`g! T
^uBMDYe 正弦光栅界面参数 0 }q/VH57 - 正弦光栅界面也由以下参数定义： 'n\ZmG{ •光栅周期 |b|p0Z%7{ •调制深度 r*$KF!-dg - 可以选择设置横向移位和旋转。 LGK}oL' - 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。 & )Z JT.S 'Z';$N ]  &iTsuA/7 e_Y>[/Om 高级选项和信息 27)$;1MT: •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。 MYu -[Hg
p[c C%3
 7p{lDQ
uu HWN| 高级选项及信息 U]_1yX •如果增加层数（例如，增加2倍），则离散化变得光滑。 4o'0 lz] G'! Hc6OZ  gZ 9<H q 锯齿光栅界面 'EXp[* •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 /@q_`tU •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 h.PY$W< •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： q0Fy$e]u - 脊的材料：基板的材料 WFTTBUoH - 凹槽材料：光栅前面的材料 U j_%U2S$ 97Whn*
 U<Ag=vsZE +3VY0J 锯齿光栅界面参数 jQc$>M<"o •锯齿光栅界面也由以下参数定义： o d!TwGX - 光栅周期 RE*;nSVFt - 调制深度 V_h , UYN •此外，闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 (Ys 0|I3 •可以选择设置横向移位和旋转。 +YXy fTa •由于这是光栅界面（类似矩形和正弦型），因此不必选择周期。 w<>B4m\
` g3H; E  (.Sj"6+ I/t2 c =f 高级选项和信息 s(-$|f+s •同样，可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 L\!Pa+Iod  h%Bp%Y9 探测器位置的注释 r-=#C1eY& 关于探测器位置的注释 zK?[6n89f •在VirtualLab中，探测器默认位于基板后面的空气中。 MK,#"Ty}zK •如果光栅包含在复杂的光学装置中，则必须这样做。 A=>%KQc? •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。 TtlZum\ •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）。 8H;yrNL •可以避免这些干涉效应的不良影响。 / F9BbG{ 
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