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摘要 B7S)L#l_\ *ozXilO 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。 0 Ag2zx dIA1\;@
 ]< 9o>#3 m!(dk] 本用例展示了...... 31F^ 38 •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构，例如： tItI^]w2s - 矩形光栅界面 +S1h~@c:B - 过渡点列表界面 V<U9Pj^?^ - 锯齿光栅界面 MR HRa - 正弦光栅界面 Z4{N|h? •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 T?1e&H%USV Gsy9 0 光栅工具箱初始化 /8,cF7XL* •初始化 %wGQu;re - 开始 82 1
6_Qm 光栅 M?DXCsZ,)s 通用光栅光路图 ?}S~cgL - •注意：使用特殊类型的光栅，例如： 矩形形状， a,:Nlr3 可直接选择特定的光路图。 /<J5?H Smd83W&
 COxJ,v ( V K|$SY ( 光栅结构设置 xj5MKX{CJT •首先，必须定义基板（基块“Base Block”）的厚度和材料。 y+7A?"s)
 \}gITc).j •在VirtualLab中，光栅结构在所谓的堆栈（stack）中定义。 VT;cz6"6b4 •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 ) X6I #q8
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 Nig)!4CG
Lp+?5Dj LT •例如，选择第一个界面上的堆栈。 d:h X3 )$O'L7I n& 堆栈编辑器 l5U ^lc •在堆栈编辑器(Stack Editor)中，可以从目录中添加或插入界面。 1V]j8 •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。 Q:]v4 /MT y )7;"3Q<
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0 p 矩形光栅界面 R1/mzPG G.^^zm sM` •一种可能的界面是矩形光栅界面。 ~S0T+4$ •此类界面适用于简单二元结构的配置。 :x!'Eer
n •在此示例中，由银制成的光栅位于玻璃基板上。 .0d x@Sbv •为此，增加了一个平面界面，以便将光栅结构与基块分开。 fh&Q(:ZU •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。 A*W/Q<~I
jVSU]LU E
 't475?bY FCChB7c` 矩形光栅界面 ~b 9fk)z! •请注意：界面的顺序始终从基板表面开始计算。 9hhYyqGsO •所选界面在视图中以红色突出显示。 2'?C
 NDG?X s [2 •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。 (>-(~7PR •可以在光路编辑器（Light Path Editor）中更改此材质。 nwJ c%0  Z}> +!Z •堆栈周期（Stack Period）允许控制整个配置的周期。 WAVEwA`r •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 )u307Lg •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。 0fa8.g#I$ l R^W*w4y  : (4];V a
eGI&4JgJ.
 w)}@svv" sP%J`L@h 矩形光栅界面参数 ;!<@Fm9W •矩形光栅界面由以下参数定义 z| zd=3c - 狭缝宽度（绝对或相对） J 77*Ue ^ - 光栅周期 4Gsq)i17j - 调制深度 (FOJHjtkM •可以选择设置横向移位和旋转。 h6e,w$IL
sV`XJ9e|
 1 <wolTf
m8&XW2S 高级选项和信息 o q cu< ] •在传播菜单中，有几个高级选项可用。 > V@,K z1 •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 .u;'eVH)a} •可以设置总级次数或衰逝波级次数 6`)Ss5jzk （evanescent orders）。 w6'8L s •如果考虑金属光栅，这项功能非常实用。 9`DY6qfly •相反，在介质光栅的情况下，默认设置就足够了。 Y=
^o {C6 b pfSe  Y67i\U>? [&{NgUgu" •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 zfUkHL6 •层分解(Layer Decomposition)和过渡点分解(Transition Point Decomposition)设置可用于调整结构的离散化。 默认设置适用于几乎所有光栅结构。 fU4{4M+9" •此外，有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 9q"G g? •分解预览(Decomposition Preview)按钮提供用于FMM计算的结构数据的描述。 折射率由色标表示。 &sS]h|2Z5
MZSyu  7x`4P|Uu GC~N$!* 过渡点列表界面 5$
rV0X,O •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 Xd 9<`gu •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 Jv:|J
DZ' •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。 r A9Rz^;xa  $ dHD %(kf #[zQ 过渡点列表参数 'a enh j •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 2pAshw1G •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。 X[o "9O|< K .\-  & /lmg!6 C,3yu,' •必须在周期化（Periodization）选项卡中设置此界面的周期。 o `[X _ •此处，可以定义x方向和y方向的周期。 3S1`av(tD •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。 LY (h>` SlUt &+)
 O; <YLS^|6 Px"K5c* 高级选项及信息 IN94[yW{1 •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 @ !g %b`B.A
 j_~lc,+m
hdee]qLS 正弦光栅界面 ] mvVX31T •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 c9;oB|8| •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 Q@# Gm9m •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： Q mn'G4#@E - 脊的材料：基板的材料 z50f$!? - 凹槽材料：光栅前面的材料 U>_#,j t8FgQ)tk  @5(HRd bLyG3~P;0 正弦光栅界面参数 auQfWO[ u - 正弦光栅界面也由以下参数定义： J*O$)K%Hx •光栅周期 ,<?M/'4}G •调制深度 j<* `?V^ - 可以选择设置横向移位和旋转。 >@U
lhJtW - 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-uQBQI# ,@*`2I>`  f7QX"p&P .:#6dG\0z 高级选项和信息 $U/_ 8^6B0 •同样，可以在高级设置选项卡中调整和研究分解结构的数据。 S~DY1e54GF
o] 7U;W
 Vl+,OBy |1(9_=i' 高级选项及信息 Gk5SG_o •如果增加层数（例如，增加2倍），则离散化变得光滑。 )z?Kq0 Bh,LJawE  0,`$ KbV\ 锯齿光栅界面 I3V>VLv •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 i <Be)Y-' •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 /1q] D8 •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： }ZWeb#\ - 脊的材料：基板的材料 3
e9fziQ~ - 凹槽材料：光栅前面的材料 \i#0: 3s. %U)M?UNjw
 s IJ37;ZA {m%X\s;ni 锯齿光栅界面参数 I:aG(8Bi)H •锯齿光栅界面也由以下参数定义： oFRb+H(E - 光栅周期 ]& q mV - 调制深度 %C[ ;& •此外，闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 LvNk:99:< •可以选择设置横向移位和旋转。 4q<:%
0M| •由于这是光栅界面（类似矩形和正弦型），因此不必选择周期。 =J nUTc _u
XDJQO /qN  cNG6 A4 1`_i%R^ 高级选项和信息 %R{clbbbn •同样，可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 t%AW0#TZ  ~U~4Q Q V 探测器位置的注释 lA< IcW 关于探测器位置的注释 P( W8XC •在VirtualLab中，探测器默认位于基板后面的空气中。 rkl/5z?? •如果光栅包含在复杂的光学装置中，则必须这样做。 _dEf@== •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。 A4?_ 0:< •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）。 ~ >)GW •可以避免这些干涉效应的不良影响。 O"mU#3?  LV 94i
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