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摘要 Pv#>j\OR& ,N`cH\ 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。 @cC@(M~Ru +IkL=/';# -Y=o @7j$$ 本用例展示了...... QRL+-)DMc •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构,例如: c ?(X(FQ - 矩形光栅界面 bnYd19> - 过渡点列表界面 bAVlL&^@| - 锯齿光栅界面 h:3^FV - 正弦光栅界面 r-aCa/4y! •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 4?2$~\
x WPpS? 光栅工具箱初始化 OoqA`%
•初始化 r;C
BA'Z - 开始 lv=rL 光栅 w$1B|7tX;2 通用光栅光路图 XK=-$2n •注意:使用特殊类型的光栅,例如: 矩形形状, r 1x2) 可直接选择特定的光路图。 l =Is-N` C>gC99 ucwUeRw, 'Xb?vOU 光栅结构设置 GJo`9 •首先,必须定义基板(基块“Base Block”)的厚度和材料。 E$1P H) MLk%U 4 •在VirtualLab中,光栅结构在所谓的堆栈(stack)中定义。 ?Fp2W+M
j •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 z1vSt[s kmZ
U;Z EWNm }C9 WTX!)H6Zv •例如,选择第一个界面上的堆栈。 Y0Bd[ *:tfz*FG$G 堆栈编辑器 xwjiNJ Gj •在堆栈编辑器(Stack Editor)中,可以从目录中添加或插入界面。 g* DBW, •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。 \{K~x@` ..a@9#D t*dd/a $s,Az_bs 矩形光栅界面 /)/>/4O 9JBVG~m+ •一种可能的界面是矩形光栅界面。 bb}$7v`G •此类界面适用于简单二元结构的配置。 gH<A.5 xy •在此示例中,由银制成的光栅位于玻璃基板上。 &wea]./B •为此,增加了一个平面界面,以便将光栅结构与基块分开。 2}xvM"k=k •在堆栈编辑器的视图中,根据折射率(黑暗表示更高),其他颜色表示不同的材料。 %RD%AliO}K jk9/EmV*r >m'n#=yap 0Ma3 矩形光栅界面 3`U^sr:[% •请注意:界面的顺序始终从基板表面开始计算。 /Ps5Og •所选界面在视图中以红色突出显示。 s_RUb 8Luw<Q •此外,此处无法定义光栅前方的介质(指最后一个接界面后面的介质)。 它自动取自光栅元件前面的材料。 qku}cWD9/_ •可以在光路编辑器(Light Path Editor)中更改此材质。 -![>aqWmj1 6~.{~+Bd •堆栈周期(Stack Period)允许控制整个配置的周期。 \l71Q/y6u` •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 ?f&O4H •如果是简单的光栅结构,建议选择“取决于界面周期”(Dependent from Period of Interface)选项,并选择适当的周期性界面索引。 8L _]_ qfS
]vc_N SsfHp )7;E,m<:tO m>&:)K}m Gq0Q}[53 矩形光栅界面参数 F$nc9x[S •矩形光栅界面由以下参数定义 F7lzc) - 狭缝宽度(绝对或相对) kDWMget$ - 光栅周期 RElIWqgY - 调制深度 p|RFpn2ygF •可以选择设置横向移位和旋转。 Qoom[@$ . g8db d ,]H2F']4Z rJw
Ws 高级选项和信息 bW?cb5C •在传播菜单中,有几个高级选项可用。 b 67l\L •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 4ztU) 1 •可以设置总级次数或衰逝波级次数 cVuT|b^ (evanescent orders)。 4ZCD@C •如果考虑金属光栅,这项功能非常实用。 9?.
•相反,在介质光栅的情况下,默认设置就足够了。 UtYwG#/w Q~zs]{\ 716r/@y$6 :`<ME/"YE •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 )m<CmYr2 •层分解(Layer Decomposition)和过渡点分解(Transition Point Decomposition)设置可用于调整结构的离散化。 默认设置适用于几乎所有光栅结构。 wS @-EcCB •此外,有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 :O/QgGZN$ •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。 H}PZJf_E N"-U)d-. qj:\)#I {jOV8SVL 过渡点列表界面 =BroH\ •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 ..;ep2jSs •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 9six]T •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。 #iVr @|, cg).b?g v/[*Pze,C 过渡点列表参数 Rg\D-F6: •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 Bhg,P.7 •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。 0}qnq" u}eLf'^ZCe <Wa7$ h F -W.bOr •必须在周期化(Periodization)选项卡中设置此界面的周期。 h)pYV>!d •此处,可以定义x方向和y方向的周期。 e!oL!Zg •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。
YES-,;ZQ' 6YF<GF{ rq![a};~ 5j>olz=n} 高级选项及信息 6~tj"34_ •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。 P\{}yd O\q-Ai ,&iZ*6=X?0 P]<15l 正弦光栅界面 nXAGwU8a •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 wuKr9W9Xa •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 "] [u •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料:
PaZd^0'!Z - 脊的材料:基板的材料 bBgyLyg - 凹槽材料:光栅前面的材料 qx";G .Zm de*b >gf,8flgj h)h%y)1 正弦光栅界面参数 W-<`Vo' - 正弦光栅界面也由以下参数定义: Rv Uw,= •光栅周期 =i:,")W7= •调制深度 35n'sVn - 可以选择设置横向移位和旋转。 8 c5=Px2\ - 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。 c_Jcy nQ08(8 >Y=qSg>Ik 9T%b#~?3P 高级选项和信息 C"R}_C|r)* •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。 GxS!Lk FE3uNfQs| K96N{"{iI% *QA{xvT 高级选项及信息 O PJ(ub •如果增加层数(例如,增加2倍),则离散化变得光滑。 Rh%C$d( L3Ivm: ?eDZ-u9) 锯齿光栅界面 MN[D)RKh; •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 EL(BXJrx{ •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 l0=VE#rFl •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: to(lE2`.da - 脊的材料:基板的材料 IubzHf - 凹槽材料:光栅前面的材料 =+w/t9I[ ~WKWx.ul FXh*!%"* TFDzTD 锯齿光栅界面参数 DqA$%b
yyE •锯齿光栅界面也由以下参数定义: lY[\eQ
1: - 光栅周期 Wn&9R
j - 调制深度 hCob^o •此外,闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 K)GpQ|4:< •可以选择设置横向移位和旋转。 @`XbM7D 5 •由于这是光栅界面(类似矩形和正弦型),因此不必选择周期。 fE1VTGfd: OlX#1W] p<c1$O* ;jh.\a_\ 高级选项和信息 G6p R?K+ •同样,可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 uoTc c|Kc \d-9Ndp
nf 探测器位置的注释 %J+k.UrM 关于探测器位置的注释 j+[oZfH •在VirtualLab中,探测器默认位于基板后面的空气中。 &(h@]F! •如果光栅包含在复杂的光学装置中,则必须这样做。 emI F{oP •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。 {Zo*FZcaX •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)。 >%A~ : •可以避免这些干涉效应的不良影响。 *0Wkz'=U $ZlzS`XF7 s:ojlmPb 文件信息 ?f:ND1jU |y&vMx~t ?MOjtAG0_~ 2]V8- 3j2d&*0 QQ:2987619807 # blh9.V&F
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