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摘要 @{8SC~ ha </7?puVR 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。 UmA'aq {;Y2O.lV
 [+4--#&{ J"]P" `/ 本用例展示了...... 5TcirVO82 •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构，例如： n$(_ (& - 矩形光栅界面 NxQ+z^o\ - 过渡点列表界面 a`uHkRX
)U - 锯齿光栅界面 5 oE!^bF? - 正弦光栅界面 ?hwT {h •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 HES ORa; ^H
UNq[sQ 光栅工具箱初始化 &+V|L dh •初始化 fu?Y'Qet - 开始 }[*BC5{> 光栅 QC *>
q o 通用光栅光路图 H {3A6fb< •注意：使用特殊类型的光栅，例如： 矩形形状， X"qC&oZmf 可直接选择特定的光路图。 _4jRUsvjY Fi^Q]9.@{
Q>}*l|Ci Dk XB 光栅结构设置 b:uMO N,H •首先，必须定义基板（基块“Base Block”）的厚度和材料。 F&om^ G'U
 2|n~5\K|t •在VirtualLab中，光栅结构在所谓的堆栈（stack）中定义。 "##Ylq( " •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 OK}+:Y
7TjK;w7xS.
 0 oFRcU
`|i[*+WC •例如，选择第一个界面上的堆栈。 v NJ!d hC[MYAaF 堆栈编辑器 Q!<b"8V] •在堆栈编辑器(Stack Editor)中，可以从目录中添加或插入界面。 $(ugnnJ* •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。 `
qqUuFMM $6a55~h|(
 k%?fy
K 5SHt'P 矩形光栅界面 ?>V4pgGCE 8uR4ZE* •一种可能的界面是矩形光栅界面。 {VPF2J FB[ •此类界面适用于简单二元结构的配置。 "+2Hde1 •在此示例中，由银制成的光栅位于玻璃基板上。
9I:H=5c •为此，增加了一个平面界面，以便将光栅结构与基块分开。 AK/_^?zA s •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。 b ojx:g
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xrd D 7
 T= |oZ piE9qXn 矩形光栅界面 }>\+eG •请注意：界面的顺序始终从基板表面开始计算。 $:R"IqDG •所选界面在视图中以红色突出显示。 oW*e6"<R7
 jOppru5U •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。 ,[ rh7 _ •可以在光路编辑器（Light Path Editor）中更改此材质。 F^Yt\V~T  T/#$44ub •堆栈周期（Stack Period）允许控制整个配置的周期。 3[: |)i) •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 Zb)j2Xgl •如果是简单的光栅结构，建议选择“取决于界面周期”（Dependent from Period of Interface）选项，并选择适当的周期性界面索引。 |0vV?f$ $F!)S  >qj Q;z[
J+3PUfg>@R
 gw0b>E8gZ& :zk69P3 矩形光栅界面参数 LHjGlBy •矩形光栅界面由以下参数定义 Hn%n>Bnl - 狭缝宽度（绝对或相对） I4kN4*d!N, - 光栅周期 "oX @Z^ - 调制深度 6$qn'K$ •可以选择设置横向移位和旋转。 zfDx c3e
1s4+a^ &
 1*{` .
d(RSn|[0 高级选项和信息 [,s { /OM •在传播菜单中，有几个高级选项可用。 Ur`Ri? •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 Np>[mNmga •可以设置总级次数或衰逝波级次数 &D, gKT~ （evanescent orders）。 H"8fnN=xB •如果考虑金属光栅，这项功能非常实用。 =
8F /]8_ •相反，在介质光栅的情况下，默认设置就足够了。 deR2l(0%yr V_JM@VN}Kk  2 fp\s5%J} "71@WLlN •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 PDaD:}9 •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。 qiQS:0|_ •此外，有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 V3&_ST •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。 5tMp@$F\{[
%jKbRiz1u  .Ua|KKK C swv 1>52{ 过渡点列表界面 Y>*{(QD •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 .du FMJl •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 MM8r*T4g/ •同样，平面界面用于将光栅材料或介质与其中一个基板分离。 } r:H7&|&  B.nq3;Y _MfXN$I?} 过渡点列表参数 d6ZJh xJ •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 $CXKeWS=Q. •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。 A<esMDX Ht.0ug  ;2X/)sxWz #Pi }2RBRu •必须在周期化（Periodization）选项卡中设置此界面的周期。 <t[WHDO` •此处，可以定义x方向和y方向的周期。 ~Y^
UP •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 Gb&mD ][R#Q;y<
 |ho|Kl `= .s7Cr0^k,| 高级选项及信息 @ m14x}H •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。 <{U "0jY!9 I6}ine ps
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j_2- 正弦光栅界面 G5~ Jp#uA •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 ~ x`BV+R •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 6\4~&+;wL •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料：
h"<-^=b - 脊的材料：基板的材料 ;Js-27_0 - 凹槽材料：光栅前面的材料 8:V:^`KaSs [43:E*\$  fN4d^0& "W:#4@
F 正弦光栅界面参数 hVPSW# .d - 正弦光栅界面也由以下参数定义： ;E? Z<3{ •光栅周期 <1~5l ~ •调制深度 FOz7W - 可以选择设置横向移位和旋转。 $`L!2 - 由于这是光栅界面（类似于矩形和锯齿借口），因此不必选择周期。 u;$g1 3
XI+m  L IM
cZh ; ~s_n\r&23 高级选项和信息 $ekJs/I& •同样，可以在高级设置选项卡中调整和研究分解结构的数据。 q.]>uBAQ?
n_}=G
RR
 N; 4tvW I ZMs$C3 高级选项及信息 8*O] •如果增加层数（例如，增加2倍），则离散化变得光滑。 zNe>fZ
U j5% 06  l (;~9u0sa 锯齿光栅界面 0<3)K[m~H •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。
WW5AD$P* •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 zd1X(e<|{ •如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： 7g'jg7 - 脊的材料：基板的材料 k@HV
wK'y - 凹槽材料：光栅前面的材料 @f<q&K%FJ tYE\tbCO'
 X%ii z yht|0mZ V 锯齿光栅界面参数 tqdw
y. •锯齿光栅界面也由以下参数定义： //9M~qHa" - 光栅周期 (of=hzT^? - 调制深度 1A>>#M=A •此外，闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 2D, EWk/4 •可以选择设置横向移位和旋转。 *AEN •由于这是光栅界面（类似矩形和正弦型），因此不必选择周期。 ][Ne ;F6
o A_T9uh[  |UA)s3Uhxb eU a2"=M 高级选项和信息 @EPO\\C"f •同样，可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 $+#Lq. 3,  ~N2<-~=si 探测器位置的注释 7#\\Ava$T 关于探测器位置的注释 Dwvd •在VirtualLab中，探测器默认位于基板后面的空气中。 #dcf Q •如果光栅包含在复杂的光学装置中，则必须这样做。 1trk •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。 5u(B]_r. •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）。 #;l~Y}7' •可以避免这些干涉效应的不良影响。 5W
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