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摘要 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。
 本用例展示了......•如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构，例如： - 矩形光栅界面 - 过渡点列表界面 - 锯齿光栅界面 - 正弦光栅界面•如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。  光栅工具箱初始化•初始化 -  开始光栅通用光栅光路图•注意：使用特殊类型的光栅，例如： 矩形形状，可直接选择特定的光路图。
 光栅结构设置•首先，必须定义基板（基块“Base Block”）的厚度和材料。
•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。


 •例如，选择第一个界面上的堆栈。 堆栈编辑器•在堆栈编辑器(Stack Editor)中，可以从目录中添加或插入界面。•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。

 矩形光栅界面 •一种可能的界面是矩形光栅界面。•此类界面适用于简单二元结构的配置。•在此示例中，由银制成的光栅位于玻璃基板上。•为此，增加了一个平面界面，以便将光栅结构与基块分开。•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。

 矩形光栅界面•请注意：界面的顺序始终从基板表面开始计算。•所选界面在视图中以红色突出显示。
•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。•可以在光路编辑器（Light Path Editor）中更改此材质。•堆栈周期（Stack Period）允许控制整个配置的周期。•此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。•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。 

 矩形光栅界面参数•矩形光栅界面由以下参数定义 - 狭缝宽度（绝对或相对） - 光栅周期 - 调制深度•可以选择设置横向移位和旋转。


 高级选项和信息•在传播菜单中，有几个高级选项可用。•传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。•可以设置总级次数或衰逝波级次数（evanescent orders）。•如果考虑金属光栅，这项功能非常实用。•相反，在介质光栅的情况下，默认设置就足够了。  •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。•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。•此外，有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。•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。
  过渡点列表界面•另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。•此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。•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。 过渡点列表参数•过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。•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。  •必须在周期化（Periodization）选项卡中设置此界面的周期。•此处，可以定义x方向和y方向的周期。•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。
 高级选项及信息•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。

 正弦光栅界面•另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。•此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。•如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： - 脊的材料：基板的材料 - 凹槽材料：光栅前面的材料  正弦光栅界面参数- 正弦光栅界面也由以下参数定义：•光栅周期•调制深度 - 可以选择设置横向移位和旋转。 - 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。  高级选项和信息•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。

 高级选项及信息•如果增加层数（例如，增加2倍），则离散化变得光滑。 锯齿光栅界面•另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。•此界面允许配置闪耀结构的光栅。•如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： - 脊的材料：基板的材料 - 凹槽材料：光栅前面的材料
 锯齿光栅界面参数•锯齿光栅界面也由以下参数定义： - 光栅周期 - 调制深度•此外，闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。•可以选择设置横向移位和旋转。•由于这是光栅界面（类似矩形和正弦型），因此不必选择周期。
  高级选项和信息•同样，可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。探测器位置的注释关于探测器位置的注释•在VirtualLab中，探测器默认位于基板后面的空气中。•如果光栅包含在复杂的光学装置中，则必须这样做。•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。•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）。•可以避免这些干涉效应的不良影响。
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