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DIFFRACT 的 General Edition 现在是一个可选择的图形客户界面 (GUI) 。 GUI 允许客户创建一个光学系统：从功能表中选择对象 , 可以在交互式的、友好的环境中指定它们的参数值。一旦创建了光学系统， GUI 将 Command.dat 档提交到 DIFFRACT ，进行仿真。然后，在仿真过程中， GUI 得到由 DIFFRACT 创建的各种图形和信息文件，显示结果、可以让客户更改设置，在回圈中进行仿真，绘出文件 Signals.dat 中记录的不同信号。

尽管 DIFFRACT 和它的 GUI 是分开的程序，但函数是独立的，通过输入 / 输出文本和图形信息，实际上 GUI 扮演的是 DIFFRACT 的一个入口。在处理过程中，仿真引擎 (DIFFRACT) 是不可见的，其幕后操作完全是通过与 GUI 的信息交换来控制的。

入射光束（ Incident Beam ）

除了均匀的（ Uniform ） , 简单的高斯（ Simple Gaussian ）和半导体激光（ Laser Diode ）光束外，新版本允许客户从功能表中选择一般高斯（ General Gaussian ） , Laguerre 高斯 , 或 Hermite 高斯光束。更重要的是，现在入射光束可以存在于折射率 n 3 1 的介质中，因此允许在自由空间以外的环境中传播。

在环境中传播（ Propagate in Environment ）

除了可以在折射率 n 3 1 的环境中传播外，在传播到其近场、中场或远场以前，客户可以将光束移到它的质心。选择了此项以后，程序将坐标系的原点移到质心，进行传播计算，然后将光束返回到其原点位置。这是在 Fresnel 和 Fraunhofer 绕射中处理光束传播更精确的方法，特别是质心离座标原点很远的时候。

发射导模（ Launch Guided Mode ）

主功能表上的这个新功能使客户创建一束指定特性的 Laguerre-Gaussian 或 Hermite-Gaussian 光束，然后计算与处在网格中的光束的重叠积分。重叠积分可以保存在 SIGNAL 数组中，随后打印到 SIGNALS.DAT 文件。在想得到到光纤或波导的耦合效率时，这个功能很有用。另外，假定重叠积分的振幅和位相，用创建的 Laguerre-Gaussian 或 Hermite-Gaussian 光束替代网格中已经存在的光束。因此，不但计算重叠积分，而且还发出激发模式。

波前分析（ Wavefront Analysis ）

主功能表上的这个新功能允许客户测定任意给定的截面上的有效像差。它是相对于光束的 RMS 波像差和斯特列尔（ Strehl ）比的，提供的波像差不是太大。

FDTD 界面（ FDTD Interface ）：通过输入 / 输出

ASCII ( 或二进位 ) 信息文件，此功能表新选项提供与外部有限差分时域（ Finite Difference Time Domain (FDTD) ）程序的界面。输出模式创建包含当前网格中分布的 E －场和 B －场分量的文档。此档作为 FDTD 程序的输入信息。在输入模式中，程序读取 FDTD 程序的输出，档格式包含 XY 平面内的 E －场的 Ex, Ey 分量。输入分布作为 DIFFRACT 的初始光束，可以象其他 XY 平面上定义复振幅分布一样处理。

空间滤波器（ Spatial Filter ）

主功能表上这个新功能包括一个光束截面的傅立叶（ Fourier ） 变换，乘以频域（ Sx, Sy ）内的滤波函数，再通过一个逆 傅立叶（ Fourier ） 变换，将光束返回到 XY 平面。大多数情况下，对向前 (Forward) 和向后 (Backward) 变换，用常规的快速 傅立叶 变换（ Fast Fourier Transform (FFT) ）演算法已经足够了。但是在某些情况下 ( 在一个域内过采样，而在其他域内采样不足 ) ，则有必要放弃前向 FFT ，而采用离散傅立叶变换（ Discrete Fourier Transform (DFT) ）（慢一些）的演算法。客户必须在 FFT 和 DFT 二种演算法中选择一个计算向前 (Forward) 傅立叶变换。

位相 / 振幅对象（ Phase/Amplitude Object ）

在 7.9 版本中 , 当外部对象输入到 DIFFRACT 时，客户需要选择提供的孔径到对象的多个拷贝，如果选择了，对象的多个拷贝（矩形）会一个接一个摆放，在指定的孔径中创建一个周期性结构。

多层结构（ Multilayer Structure ）

光束透过多层堆栈，现在可以在基底设为各向同性介质和各向异性介质，并且在这个新环境中连续传播。程序自动设置新环境的折射率，后面所有的长度都用此新环境中的光波长归一化。同样，在反射模式中，如果在多层上的入射介质与光束环境不同，会让你选择，将光束返回到其初始环境中，或保持在入射介质内部，然后它成为反射光束的新环境。以前版本中的光束压缩（ Beam Compression ）和光谱压缩（ Spectral Compression ）选项，允许通过一个平板或一个非球面入射 / 出射光束，这个功能仍然存在。这些功能，加上新的可以使光束保持在入射介质（反射模式）内部或基底内部（透射模式），对用不同入射 / 出射策略研究带有多层堆栈的光束的相互作用，提供了许多自由度。

绕射光栅（ Diffraction Grating ）

现在，光束通过光栅透射可以停留在基底为各向同性介质和各向异性介质中，并且在这个新环境中连续传播。程序自动设置基底新环境的折射率，后面所有的长度都用此新环境中的光波长归一化。同样，在反射模式中，如果在光栅上的入射介质与光束环境不同，会给出选项将光束返回到其初始环境中，或保持在入射介质内部，然后它成为反射光束的新环境。以前版本中的光束压缩（ Beam Compression ）和光谱压缩（ Spectral Compression ）选项，允许通过一个平板或一个非球面进入 / 出射光束，仍然可以。这些功能，加上新的可以使光束保持在入射介质（反射模式）内部或基底内部（透射模式），对用不同进入 / 出射策略研究研究带有多层堆栈的光束的相互作用，提供了许多自由度。

提取位相 / 振幅（ Extract Phase/Amplitude ）

除了移去光束的位相或消除振幅的不均匀性，现在客户还可以选择使位相符号反向，来创建光束的复共轭。这与入射光束上的理想位相共轭镜 (phase-conjugate mirror(PCM)) 的行为类似。

几何光学系统（ Geometric-optical System ）

除了平板、球面、二次曲面和非球面外，新版本还可以在几何光学系统（ Geometric-optical System ）功能表中选择柱面、二次圆柱面和轴向二次曲面。尽管在以前的版本中，目的平面必须在自由空间中，但在 7.9 版本中，目的平面也可以放在玻璃内部。当在一个几何光学系统中追迹光线时，如果光线进入玻璃介质和目的平面是在指定的出射面以前，则出射光线会仍然在最后的玻璃介质中，此折射率成为出射光束的新环境的折射率。

在一个几何系统光学中，梯度折射率 (GRIN) 介质可以有径向和纵向的梯度。 7.9 版本增加表示纵向的梯度的多项式的级次，从 6 到 12 。此功能允许在 DIFFRACT 的几何光学系统环境中类比 GRADIUM? 玻璃。在镭射二极体光学系统中，可以用柱面和径向 GRIN 介质仿真特殊透镜 ( 如 Doric ?) 。

文件管理 / 图形（ File Management/Graphics ）

一个新的选项允许将 DIFFRACT 的图形窗口保存到客户指定的 bitmp 档 XXXX.BMP 。当增加二个信息文件时，第二个可以乘以一个客户定义的常量。如果这个常量的值小于－ 1 ，则第二个档会从第一个档中减去。

位相 / 振幅遮罩（ Phase/Amplitude Mask ）

除了圆形、矩形和环形限制外， 7.9 版本还允许放在 XY 平面内任意方向的椭圆形。不同限制的相邻区域的转换现在可以通过指定一个新的参数变得很平滑， a. 当 a 设置为 0 ，转换会是尖锐的。但是当 0 < a < 1 时 , 一个区域??的位元相 / 振幅值混合到相邻区域的位元相 / 振幅值，其比例由 a 参数的值确定。

处理信号（ Process Signals ）

分配操作 (=) 现在允许网格参数 (NMAX, NMAY, LMAX, LMAY) 指定到 SIGNAL 元素。一般，当要求 Assignment (=) 时，提示客户 SIGNAL 数组内的位置“ i ”和指定到那个位置上的常量 C 的值。如果不是输入一个数，而是输入 NMAX, NMAY, LMAX, 或 LMAY, 则选择参数的当前值会被指定到 SIGNAL 的元素“ i ”。

$ 命令（ $ Commands ）

一个新的命令 ($MAKE) 加到 $ 命令列上，当为非交互的部分编程 COMMAND.DAT 档时使用。　 $MAKE 命令的语法是：

$MAKE#ln,ITEMi~#lm,ITEM j:

此命令的函数是在 COMMAND.DAT 中给定的行上更改一个项的值，此值决定于同一行上或不同行上的另一项。 MAKE 表达紧跟在 $ 符号的后面， 'ln' 是 COMMAND.DAT 中的一个 2 位数的行号，它指定要更改的目标行， 'i' 是一个 1 位数，它指定该行中的目标项， '~' 是 10 个操作元之一（ +, -, *, /, =, E, L, S, C, T ），分别表示加、减、乘、除、设置为相等、幂函数、自然对数、正弦、余弦和正切。 2 位数的行号 'lm' 和 1 位数的项号 'j' 指定 COMMAND.DAT 中的项，它决定目标项中改变的数量。在处理中，只更改第一项 (i); 第二项 (j) 保持不变。

多重目录（ Multiple Directories ）

在进行处理的开始期间， DIFFRACT 会询问所有档所在的子目录（也是处理过程中所有新创建档保存的目录）名字。在 7.9 版本中 , 最多可以指定 20 个子目录。在非 ZOOM 模式中时，在指定子目录下的 COMMAND.DAT 档会顺序运行。在最后一个 COMMAND.DAT 程序运行完毕后，程序停止。此功能允许同一时间递交多批任务。

从命令行中调用 DIFFRACT.EXE(Invoking DIFFRACT.EXE from the command line)

现在可以从命令行中调用可运行档 DIFFRACT.EXE, 这种情况下，可以在同一个命令行指定初始参数值。这些参数包括一个或多个工作子目录的参数，要求的操作模式 ( 即 STEP, ZOOM, 或 Interactive),NDIM 和 NDSP 的值 , 和一个指示是否可以使用程序的光线追迹功能的参数。如果 DIFFRACT 仅仅通过在其图标上双击简单地调用，或如果命令行不包含参数、参数不够或不正确的参数，控制会转换到对话框窗口， DIFFRACT 询问客户其初始参数值。

范本（ Templates ）

新的 <TEMPLATES > 子目录在 DIFFRACT 的根目录下，包含构建你自己的 COMMAND.DAT, XXXX.SYS, 和 XXXX.STK 档的范本。例如，你可以在屏幕上并排打开 TEMPLATE.DAT 和 COMMAND.DAT 档，然后拷贝所要的命令块，粘贴到 ( 按逻辑顺序 ) COMMAND.DAT （开始是空的）档中去。继续更改不同的命令参数，直到你的系统的元素能够由新创建的 COMMAND.DAT 完全表示。当系统的所有元素在适当的位置，在完全的 COMMAND.DAT 档中，你可能要拷贝一个或多个 $ 命令到适当的位置。在非交互的过程中，这些 $ 命令能够创建一个环（或其他程序结构），其目的是用不同的参数列重复一个仿真动作。

用同样的方式，你可以构建一个新的 XXXX.SYS 档，进入 DIFFRACT 的几何光学系统，或在与 Multilayer 选项有关的使用中创建一个新的 XXXX.STK 文档。将 GEOP.SYS 或 MLYR.STK 从 <TEMPLATES> 拷贝到工作子目录，然后打开此文字文件，参考文档中给的指示。

更多 DIFFRACT 应用的例子 （ More examples of DIFFRACT applications ）

新的手册??面包括更多的 DIFFRACT 应用的例子。而且在最近几年，我们已经撰写了 40 多篇论文描述 DIFFRACT 的各种应用。这些论文的集合－最初发表在 Optics & Photonics News 上－包括在 DIFFRACT 包中 , 和程序手册一起放在发行的 CD-ROM 中。发行的光盘中包含 DIFFRACT 的可运行代码，和一个测试运行的扩展列，用于指导安装和运行各种 COMMAND.DAT 文档。新的 CD-ROM 也包括一个 <OPN> 目录，??面包含许多在 OPN 中描述的光学系统和原始文件。