[分享]使用界面配置光栅结构 [复制链接]

摘要 &-FG}|*4M  
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c QF(j_  
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。 BPv+gx(>k  
{HY3E}YJL  
]h1.1@>xc  
! (lF#MG}  
本用例展示了...... 6p  }a!  
•如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构，例如： cZ)JvU9]  
- 矩形光栅界面 w_>\Yd[  
- 过渡点列表界面 W8QP6^lY  
- 锯齿光栅界面 !S&/Zp  
- 正弦光栅界面 423%K$710  
•如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 [2xu`HT02  

|BM#rfQ  
光栅工具箱初始化 00D.Jn  
•初始化 u(3 u
Z:  
-  开始 kwaZn~  
光栅 p>pN?53S  
通用光栅光路图 G~C-tAB  
•注意：使用特殊类型的光栅，例如： 矩形形状， |WS@q'
  
可直接选择特定的光路图。 Q?T+^J   
[Y!HQ9^LEp  
u
9Adu`  
VF11eZ"  
光栅结构设置 ;]xc}4@=mg  
•首先，必须定义基板（基块“Base Block”）的厚度和材料。 pHb,*C</  
p=UW ^95  
•在VirtualLab中，光栅结构在所谓的堆栈（stack）中定义。 m$W2E.-$'#  
•堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 _,0.h*c  
,7cw%mQA  
qF^
P\cD
 
O7I
Yg;  
•例如，选择第一个界面上的堆栈。 >QJDO ]~V  
k(tB+k!vH\  
堆栈编辑器 hd9~Zw]V  
•在堆栈编辑器(Stack Editor)中，可以从目录中添加或插入界面。 3/usgw1  
•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。 6d8)]  
y`$qcEw  
{q$U\y%Rq  
j<)$ [v6  
矩形光栅界面 #tUhul/O  
:RIqA/  
•一种可能的界面是矩形光栅界面。 "LDNkw'  
•此类界面适用于简单二元结构的配置。 .<%q9Jy#  
•在此示例中，由银制成的光栅位于玻璃基板上。 $X:,Q,?  
•为此，增加了一个平面界面，以便将光栅结构与基块分开。 |O)ZjLx  
•在堆栈编辑器的视图中，根据折射率（黑暗表示更高），其他颜色表示不同的材料。 FZU1WBNL%t  
~)$R'=  
Ff0V6j)ji  
X ]&`"Z]  
矩形光栅界面 p`&{NR3+  
•请注意：界面的顺序始终从基板表面开始计算。 dHOH]x  
•所选界面在视图中以红色突出显示。 A #SO}c  
.$d:c61X  
•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。 D`Vb3aNB=L  
•可以在光路编辑器（Light Path Editor）中更改此材质。 J R~s`>2  
aBQ--Sz  
•堆栈周期（Stack Period）允许控制整个配置的周期。 ^"4?Q  
•此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 w=-{njMz6&  
•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。 @|<nDd{2  
NE`;=26c  
hx%UZ<a  
ZR3sz/ulLd  
~FI} [6Dd  
s$9ow<oi]  
矩形光栅界面参数 -KbO[b\V  
•矩形光栅界面由以下参数定义 S]T71W<i  
- 狭缝宽度（绝对或相对） }Dcpe M?  
- 光栅周期 /^{Q(R(X<  
- 调制深度 GRL42xp'*D  
•可以选择设置横向移位和旋转。 /L$q8+  
2.j0pg .  
cbou1Ei   
lr)MySsu#H  
高级选项和信息 h\)ual_r[j  
•在传播菜单中，有几个高级选项可用。 j;Lp@~M  
•传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 &SZAe/3+  
•可以设置总级次数或衰逝波级次数 PMQ31f/zf  
（evanescent orders）。 ,-$%>Uv  
•如果考虑金属光栅，这项功能非常实用。 {az LtTh  
•相反，在介质光栅的情况下，默认设置就足够了。  wN0?~  
YE"MtL {  
W^:g_  
A}pe>ja  
•高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 9<!??'@f  
•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。 7S&O{Q7)  
•此外，有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 `i!-@WN"  
•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。 J{EK}'  
\FO 4A  
uWXxK"J.  
kmfz.:j{  
过渡点列表界面 
L<<v   
•另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 eBECY(QMQ  
•此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 K}S=f\Q]  
•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。 TSL/zTLDJ  
M@.?l
=1X  
5oD%~Fk l  
过渡点列表参数 -Xgup,}?  
•过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 kP~ ;dJD  
•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。 #zd}xla0]  
E&W4`{6K4  
%%O_:@9x,  
Mr K?,7*Xi  
•必须在周期化（Periodization）选项卡中设置此界面的周期。 Me,AE^pgL'  
•此处，可以定义x方向和y方向的周期。 #0qMYe>Y  
•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。 oB}rd9  
v}z{OB  

fV/  
s.}:!fBk  
高级选项及信息 ~Oj-W6-+&,  
•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。 *UG=dl#F#  
a<D]Gz^h  
@)@hzXQ  
<J1$s_^`  
正弦光栅界面 Y2p~chx9  
•另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 MdNV3:[\  
•此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 j\@|oW0  
•如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： p@xK`=Urb  
- 脊的材料：基板的材料 {[B`q  
- 凹槽材料：光栅前面的材料 K* 0]*am|v  
?K?v64[  
}"c
hm=b  
G Q+g.{c  
正弦光栅界面参数 &4l>_  
- 正弦光栅界面也由以下参数定义： =:'a)o  
•光栅周期 gI~jf- w  
•调制深度 D8_-Dvp7H  
- 可以选择设置横向移位和旋转。 8[z& g%u  
- 由于这是光栅界面（类似于矩形和锯齿借口），因此不必选择周期。 ?r6uEZ  
Y{#m=-h  
F_Mi/pB^`9  
]O;Rzq{D(  
高级选项和信息 xSHeP`P^X  
•同样，可以在高级设置选项卡中调整和研究分解结构的数据。 QI2T G,  
IC7S +v  
YVL
aO*(f  
.!J,9PE  
高级选项及信息 |2~fOyA+  
•如果增加层数（例如，增加2倍），则离散化变得光滑。 KEj-y+  
((%g\&D  
[P_1
a`b  
锯齿光栅界面 7[ra#>e8'  
•另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 2L_ts=  
•此界面允许配置闪耀结构的光栅。 W|kKH5E&  
•如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： 4 p(KdYc  
- 脊的材料：基板的材料 Ea*Jl<  
- 凹槽材料：光栅前面的材料 LA^H213N|  
k/#& ]8(  
0zAj.iG  
0TI+6u  
锯齿光栅界面参数 P1 `-OM  
•锯齿光栅界面也由以下参数定义： VFMg$qv|_  
- 光栅周期 =r:-CRq(  
- 调制深度 7L:$Amb_F  
•此外，闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 pJ#R :#P  
•可以选择设置横向移位和旋转。 d98ZC+q  
•由于这是光栅界面（类似矩形和正弦型），因此不必选择周期。 93d ht  
Q04iuhDO:  
1vQj` F  
`jb?6;15  
高级选项和信息 |3MqAvPJ  
•同样，可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 K G~fDb  
 :RW0<  
探测器位置的注释 @`ttyI^1f  
关于探测器位置的注释 %G$KahxV>  
•在VirtualLab中，探测器默认位于基板后面的空气中。 "+ji`{  
•如果光栅包含在复杂的光学装置中，则必须这样做。 vxo iPqo  
•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。 q*<Df=+B  
•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）。 T(^<sjOs  
•可以避免这些干涉效应的不良影响。 s3G3_&  
bd2"k;H<o  
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文件信息 f,Sybf/uHh  
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QQ：2987619807 dHnId2@#