[分享]使用界面配置光栅结构 [复制链接]

摘要 Ae5A@4  
FvT&nb{  
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。 [8ZDMe  
q` S ~w  
$v>q'8d  
c!w[)>v  
本用例展示了...... <H64L*,5'7  
•如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构，例如： R~<N*En~  
- 矩形光栅界面 /*C!]Z>.  
- 过渡点列表界面 hB[bth  
- 锯齿光栅界面 H3wJ5-q(  
- 正弦光栅界面 Q:kg  
•如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 s.M39W?  
rfV'EjiM}  
光栅工具箱初始化 jUT`V ZK4&  
•初始化 Z% +$<J  
-  开始 lHiWzt u  
光栅 !ooi.Oz*Tu  
通用光栅光路图 -TD\?Q  
•注意：使用特殊类型的光栅，例如： 矩形形状， FNGa4  
可直接选择特定的光路图。 &5 7c!)  
b'wy{~l@  
 \? /'
 
F .S^KK  
光栅结构设置 r8"2C#  
•首先，必须定义基板（基块“Base Block”）的厚度和材料。 tSy 9v  
%oBP6|e  
•在VirtualLab中，光栅结构在所谓的堆栈（stack）中定义。 zJ
XK:/  
•堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 /xX7:U b  
nbxY'`8F  
d&3"?2IQ  
+~n:*\  
•例如，选择第一个界面上的堆栈。 {@X>!]  
ByY^d#oE  
堆栈编辑器 &mX_\w/%  
•在堆栈编辑器(Stack Editor)中，可以从目录中添加或插入界面。 Y:CX RU6eD  
•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。 =A!oLe$%  
sOqFEvzo1%  
|!FQQ(1b  
RUY7Y?  
矩形光栅界面 SM~~:  
RKLE@h7[?  
•一种可能的界面是矩形光栅界面。 DN:| s+Lz  
•此类界面适用于简单二元结构的配置。 :2lpl%/  
•在此示例中，由银制成的光栅位于玻璃基板上。 L#SW!  
•为此，增加了一个平面界面，以便将光栅结构与基块分开。 cr;:5D%_  
•在堆栈编辑器的视图中，根据折射率（黑暗表示更高），其他颜色表示不同的材料。 ILr=<j  
1 b7jNkQ  
k'r}@-X  
Y. J!]|  
矩形光栅界面 7V%P  
•请注意：界面的顺序始终从基板表面开始计算。 a~Dk@>+P>  
•所选界面在视图中以红色突出显示。 +iQ@J+k  
_1[Wv?  
•此外，此处无法定义光栅前方的介质（指最后一个接界面后面的介质）。 它自动取自光栅元件前面的材料。 <M\&zHv  
•可以在光路编辑器（Light Path Editor）中更改此材质。 YM`T"`f  
RP$u/x"b  
•堆栈周期（Stack Period）允许控制整个配置的周期。 yF\yxdUX#  
•此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 \me5"ZU  
•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。 7:B/?E  
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!&Dg  
矩形光栅界面参数 k.C&6*l!5;  
•矩形光栅界面由以下参数定义 nA0%M1a  
- 狭缝宽度（绝对或相对） %%ouf06.|  
- 光栅周期 %Bw:6Y4LZ  
- 调制深度 JPF6zzl)  
•可以选择设置横向移位和旋转。 g8cBb5(L  
/4O))}TX  
wU|@fm"  
zG$5g^J  
高级选项和信息 !p$p 7   
•在传播菜单中，有几个高级选项可用。 w71YA#cg  
•传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 c2NB@T9'v  
•可以设置总级次数或衰逝波级次数 gy@=)R/~  
（evanescent orders）。 CN
b(\]  
•如果考虑金属光栅，这项功能非常实用。 G_?U?:!AC  
•相反，在介质光栅的情况下，默认设置就足够了。 46]BRL2 G  
]y.V#,6e  
4Q0ZY(2 EO  
^R:&c;&,  
•高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 Nl[&rZ-&  
•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。 Lfn$Q3}O`$  
•此外，有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 c#TY3Z|  
•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。 uGz)Vz&3  
)Zr\W3yWX  
I#xdksY  
!`%j#bv  
过渡点列表界面 XfE0P(sE  
•另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 /69yR  
•此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 MO$yst?fK  
•同样，平面界面用于将光栅材料或介质与其中一个基板分离。 q83^?0WD  
8Azh&c  
t@R[:n;+  
过渡点列表参数 oc)`hg2=  
•过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 ~qQZhu"  
•上限（Upper Limit）必须设置为大于所需光栅周期一半的值，但在周期性结构的情况下自动设置。 h&K$(}X  
B!pz0K*uG  
\t)va:y  
7)QZ<fme  
•必须在周期化（Periodization）选项卡中设置此界面的周期。 3N$@K"qM#  
•此处，可以定义x方向和y方向的周期。 3"m]A/6C}  
•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。 -XXsob}/8  
i=\)[;U  
C]2-V1,ZX  
RAl/p9\A+  
高级选项及信息 #WZat ?-N  
•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。 %W9R08
`  
)qb'tZz/g_  
UstUPO  
(Ff}Y.4  
正弦光栅界面 - (WH+  
•另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 yVnG+R&  
•此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 AE>W$x8P  
•如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： F/ZFO5C%  
- 脊的材料：基板的材料 4ams~  
- 凹槽材料：光栅前面的材料 _!1LV[x!s  
0F-{YQr>  
peu9Bgs  
(9RfsV4^  
正弦光栅界面参数 g ptf*^s  
- 正弦光栅界面也由以下参数定义： lND2Kb  
•光栅周期 d eT<)'"  
•调制深度 ZN#b5I2Pf  
- 可以选择设置横向移位和旋转。 Lo'pNJH;$  
- 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。 zEU[u7%  
9[zxq`qT}+  
Hc'Pp{| X  
+ZNOvcsV  
高级选项和信息 z*h:Nt%.  
•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。 iGSJ\  
nfF$h}<o+  
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%Zk6K!MY#  
高级选项及信息 <~
5O-.G]  
•如果增加层数（例如，增加2倍），则离散化变得光滑。 I+H~ 5zq.  
iOg4(SPci  
"W"^0To  
锯齿光栅界面 z(LR!hr  
•另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 iGhvQmd(/*  
•此界面允许配置闪耀结构的光栅。 6Yn>9llo}=  
•如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： v^@)&,  
- 脊的材料：基板的材料 ]TT >3"Dw7  
- 凹槽材料：光栅前面的材料 't`h?VvL  
Ur#jJR@%3  
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|&8XmexLb  
锯齿光栅界面参数 zEFS\nP}E  
•锯齿光栅界面也由以下参数定义： nQmHYOF%  
- 光栅周期 #4mRMsW5"  
- 调制深度
?)-6~p 4N  
•此外，闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 ]S4"JcM  
•可以选择设置横向移位和旋转。 3[u- LYW  
•由于这是光栅界面（类似矩形和正弦型），因此不必选择周期。 O8.xt|  
_aevaWtEx  
eR \duZ!`  
_ +DL   
高级选项和信息 je^VJ&ac  
•同样，可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 :|s;2Y  
G^t)^iI"'  
探测器位置的注释 ^nNY| *  
关于探测器位置的注释 (|<S%
?}J  
•在VirtualLab中，探测器默认位于基板后面的空气中。 Zb=NcEPGy  
•如果光栅包含在复杂的光学装置中，则必须这样做。 a6n@   
•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。 5kw  K%  
•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）。 d[9{&YnH !  
•可以避免这些干涉效应的不良影响。 &Tt7VYJfIV  
GKIzU^f  
,5 ka{Q`K  
文件信息 pYQSn.`V~  
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QQ：2987619807 :4V5p =v-