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摘要 8q~FUJhU ;V"yMWjc 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。 RC8)f8n f1Yv hvWL
 YoF\ MT]W Jl> at 本用例展示了...... YZBzv2'\x •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构，例如： Xrj(,| - 矩形光栅界面 {FJX - 过渡点列表界面 *K}z@a_ - 锯齿光栅界面 Y-%l7GErhL - 正弦光栅界面 g8+4$2`ny •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 g^z5fFLg/8 qXU:A-IdIl 光栅工具箱初始化
& 6\r •初始化 vz yN c' - 开始 miG; ] -"^ 光栅 17 i<4f# 通用光栅光路图 EFRZ% Y •注意：使用特殊类型的光栅，例如： 矩形形状， 0r0\b *r 可直接选择特定的光路图。 Lz9$,Y[ vNC$f(cQ
wsf Hd<Z_ V`g\ja* Y 光栅结构设置 bIb6yVnHi •首先，必须定义基板（基块“Base Block”）的厚度和材料。 Iuu<2#gb8"
 ~jp!" f •在VirtualLab中，光栅结构在所谓的堆栈（stack）中定义。 "$~}'`(] •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 ;/?Z<[ B
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 N"Y K@)*Q
ot@|blVC8 •例如，选择第一个界面上的堆栈。 #gX%X~w$F ;L
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%s 堆栈编辑器 ,30FGz^i •在堆栈编辑器(Stack Editor)中，可以从目录中添加或插入界面。 tDC0-N&6S~ •VirtualLab的目录提供了几种类型的界面。 所有界面都可以用来定义光栅。 BaWQ<T8p8 ]k'#g Z$
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L,C? gd@" 矩形光栅界面 Tn4W\?R !paN`Fz\a •一种可能的界面是矩形光栅界面。 m4P hn~>Gg •此类界面适用于简单二元结构的配置。 6\,DnO •在此示例中，由银制成的光栅位于玻璃基板上。 7oZ@<QP' •为此，增加了一个平面界面，以便将光栅结构与基块分开。 BKE\SWu •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。 -TzI>Fz
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 m P9cBLz 22)0zY%\ 矩形光栅界面 Jh37 pI •请注意：界面的顺序始终从基板表面开始计算。 a&$Zpf!! •所选界面在视图中以红色突出显示。
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 6Gs{nFw •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。 Y%78>- 2 L •可以在光路编辑器（Light Path Editor）中更改此材质。 p!HPp Ef+#  $R A4U< •堆栈周期（Stack Period）允许控制整个配置的周期。 Z"6 2#VM •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 0M$#95n •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。 u
iBl#J Q E:08%4O  \@Ee9C 13
J "%8:pL
 0zg 2g!lh 69t7=r 矩形光栅界面参数 k0H?9Z4k5 •矩形光栅界面由以下参数定义 ;M }itM - 狭缝宽度（绝对或相对） kcLj Kp - 光栅周期 O!:QJ
^8 d - 调制深度 7n\ ThfH{ •可以选择设置横向移位和旋转。 ~ 'NX~<m
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5JS ZLC 高级选项和信息 uzHT.iBn •在传播菜单中，有几个高级选项可用。 J6*f Uh •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 ;c1relR2 •可以设置总级次数或衰逝波级次数 F(d:t! （evanescent orders）。 Wu4 ot0SZ •如果考虑金属光栅，这项功能非常实用。 tS?a){^:c •相反，在介质光栅的情况下，默认设置就足够了。 j*tk(o}qG 8V6=i'GK  j3
6,w[Y: y&1%1 #8 F •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 >eQbipn •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。 Rb)|66&3& •此外，有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 `&7mHa61 •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。 yC
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d'ZS;l  ^uia`sOP4 VLiIO"u; 过渡点列表界面 cI2Fpf`2Wj •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 !6M Bxg > •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 X` ATH^S •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。 5B1G?`]?  N*Y y&[ O]t\B *%} 过渡点列表参数 L~IE,4 •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 Q8;#_HE •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。 gc##V]OD @|B D|{k  tmp6h B Z(p*Z,?u •必须在周期化（Periodization）选项卡中设置此界面的周期。 b \:~ ; •此处，可以定义x方向和y方向的周期。 $`pd|K` •在这种情况下，可以忽略内部和外部定义区域的设置，因为接口的扩展已经被周期性边界条件截断。
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 O1 6r!6=-n hd5$ yU5JQ 高级选项及信息 t)} \9 ^Uo •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。
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\ZMP_UU ( 正弦光栅界面 UgC)7
K1 •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 oE1M/*myS •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 ll%G !VR •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： #F!Kxks - 脊的材料：基板的材料 h$pk<< - 凹槽材料：光栅前面的材料 !4t`Hv?' <4c%Q)  qp>N^)> 7Lg7ei2mN7 正弦光栅界面参数 C',6%6P - 正弦光栅界面也由以下参数定义：
Yl~ $ V( •光栅周期 M\9F:.t= •调制深度 IE;\7 r+h - 可以选择设置横向移位和旋转。 /;l[I=VI - 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。 Efx=T$%^& 9 Kbw
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bFy(+ 高级选项和信息 V&*D~ Jq •同样，可以在高级设置选项卡中调整和研究分解结构的数据。 zsVcXBz
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 @ 7W?8 6\n?4 8x} 高级选项及信息 ;7Okyj6EP •如果增加层数（例如，增加2倍），则离散化变得光滑。 <bUXC@3W 8KMv Ac  %
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gd> 锯齿光栅界面 ]-:6T0JuS •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 k! 3 cq ) •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 VRbQdiZ{ •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： _ie.| 4k - 脊的材料：基板的材料 ,h&a9:+i - 凹槽材料：光栅前面的材料 \ u M? S n@
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 ar$*a>'? RlRs}y F 锯齿光栅界面参数 ,mKObMu •锯齿光栅界面也由以下参数定义： {kL&Rv%' - 光栅周期 fF; h V - 调制深度 68e[:wf •此外，闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 UpfZi9v?W •可以选择设置横向移位和旋转。 f~ZEdq8 •由于这是光栅界面（类似矩形和正弦型），因此不必选择周期。 iZxt/}1X0
`PlOwj@u0`  1e}8LH7 |^( M{ 高级选项和信息 e |V] •同样，可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 s g AzL  ;>>C)c4V " 探测器位置的注释 ~<)vKk 关于探测器位置的注释 Lm6** v •在VirtualLab中，探测器默认位于基板后面的空气中。 mgQ IhXH5L •如果光栅包含在复杂的光学装置中，则必须这样做。 gU;&$ •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。 =Op+v " •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）。 hXB|g[zT •可以避免这些干涉效应的不良影响。 O0hu qF$K  x({C(Q'O
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