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摘要 UFw](%=&M ,F9nDF@) 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。 D"^'.DL@wG Xb,T{.3@
oL-2qtv \f%.n]> 本用例展示了...... \k; n20\u •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构,例如: MA*
:<l - 矩形光栅界面 S)7/0N79A - 过渡点列表界面 R,,Qt
TGB - 锯齿光栅界面 J+ts - 正弦光栅界面 E
oe}l
•如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 ^~1<f1( vy9dAl 光栅工具箱初始化 :o8MUXH$ •初始化 I2[]A,f, - 开始 n_23EcSy 光栅 [E|uY]DR 通用光栅光路图 vFhz!P~ •注意:使用特殊类型的光栅,例如: 矩形形状, ?lKhzH.T 可直接选择特定的光路图。 ?\y%]1 Y3rt5\!
+~35G:&: 1m)M;^_ 光栅结构设置 |`0n"x7 •首先,必须定义基板(基块“Base Block”)的厚度和材料。 fzPZ|
bK*~ol •在VirtualLab中,光栅结构在所谓的堆栈(stack)中定义。 BJy;-(JP •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。
3+U]?7t #{PmNx%M
E!mmLVa9 .zkP~xQ~ •例如,选择第一个界面上的堆栈。 <[i}n55 Gu;OVLR| 堆栈编辑器 7lA:)a_!] •在堆栈编辑器(Stack Editor)中,可以从目录中添加或插入界面。 v~=\H •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。 r,NgG!zq< fk{0d
J^
G ;Gd~YGW^# 矩形光栅界面 /+[63=fl h-QLV[^ •一种可能的界面是矩形光栅界面。 OZ(dpV9.S •此类界面适用于简单二元结构的配置。 $NG++N •在此示例中,由银制成的光栅位于玻璃基板上。 Hj6'pJ4 •为此,增加了一个平面界面,以便将光栅结构与基块分开。 qLK?%?.N< •在堆栈编辑器的视图中,根据折射率(黑暗表示更高),其他颜色表示不同的材料。 s([dGD$i 5zB~4 u
l,`!rF_ j.|U=)E 矩形光栅界面 fZ{[]dn[ •请注意:界面的顺序始终从基板表面开始计算。 FHg0E++? •所选界面在视图中以红色突出显示。 6QZp@
r{K;|'d%h •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。 s V
}+eU •可以在光路编辑器(Light Path Editor)中更改此材质。 n}n EcXb 'i|rjW( •堆栈周期(Stack Period)允许控制整个配置的周期。 }NCL>l;q •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 EgM*d)X •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。 d)ahF[82 K5 KyG iiC!|`k" yVJ%+d:6
Q[u6|jRt \'v(Xp6 矩形光栅界面参数 1hmc,c •矩形光栅界面由以下参数定义 P'$ `'J]j - 狭缝宽度(绝对或相对) I 3$dVls} - 光栅周期 `/IKdO*!S - 调制深度 h<l1U'Bn7 •可以选择设置横向移位和旋转。 mUP. rb6 T.:+3:8|F
@N.jB#nEb Acm<-de 高级选项和信息 A\sI<WrH •在传播菜单中,有几个高级选项可用。 ~r*P]*51x •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 EbQa? •可以设置总级次数或衰逝波级次数 {2KFD\i\ (evanescent orders)。 N{Qxq>6 G •如果考虑金属光栅,这项功能非常实用。 U5r}6D!) •相反,在介质光栅的情况下,默认设置就足够了。 G}zZQy tkKJh !Q7 kxB.,' 5Av=3[kh"% •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 BlC<`2S •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。 [2c{k •此外,有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 +9A\HQ|22 •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。
zj{s}* UQ?%|y*Kc 6W2hr2Zy9 4=<*Vd`p 过渡点列表界面 j<yiNHC •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 5K%Wa]W •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 kU l •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。 N_gD>6I {dWObh L"(4R^] 过渡点列表参数 V!/:53 •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 &, a3@i •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。 ^A_;#vK SZU
\i* 5FeFN) ?&+9WJ<M •必须在周期化(Periodization)选项卡中设置此界面的周期。 mI1H! •此处,可以定义x方向和y方向的周期。 *C| •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。 2umv|]n+l| YA]5~ZE\
_2ef LjXQ Tl("IhkC 高级选项及信息 _GYMPq\%L# •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。 $iw%(H QO;4}rq
`)$_YZq|SR G;iEo4\? 正弦光栅界面 N:5[,O<m_ •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 6sfwlT •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 }Fb!?['G5 •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: dFXc/VH') - 脊的材料:基板的材料 Q;/a F` - 凹槽材料:光栅前面的材料 9WG{p[ 9)dfL?x8V{ UK[v6".^h aptY6lGv-| 正弦光栅界面参数 G=9d&N - 正弦光栅界面也由以下参数定义: gXFWxT8S •光栅周期 }?@5W, •调制深度 R!\EKH - 可以选择设置横向移位和旋转。 \_6OC Vil - 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。 +>f<EPGn HfNDD|Zz vG41C k1 (=x"Y{% 高级选项和信息 /+K? •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。 },$0&/>ft (]2H7X:b
tfO#vw,@ si4-3eC 高级选项及信息 l ,|%7- •如果增加层数(例如,增加2倍),则离散化变得光滑。 F'RUel_% 3INI?y}t NPnHH:\; 锯齿光栅界面 iPG0o
% •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 YNdrWBf) •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 :a[Ihqfg •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: RBKOM$7 - 脊的材料:基板的材料 Ka!I`Yf - 凹槽材料:光栅前面的材料 cR7wx 0Aj El_Qk[X|A
yBpk$ X@N$Z{ 锯齿光栅界面参数 IIFMYl gF •锯齿光栅界面也由以下参数定义: j V3)2C} - 光栅周期 c~}l8M% - 调制深度 }=](p-] 5 •此外,闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。
g\fhp{gWB •可以选择设置横向移位和旋转。 $RX'(/ •由于这是光栅界面(类似矩形和正弦型),因此不必选择周期。 Z3KO90O!8 +FG$x/\*0 :fcM:w& .1 )RW5|c 高级选项和信息 Rg&-0b •同样,可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 LwqC~N B:TR2G9UT 探测器位置的注释 +!t} 关于探测器位置的注释 K-vWa2 •在VirtualLab中,探测器默认位于基板后面的空气中。 RrrK*Fk8= •如果光栅包含在复杂的光学装置中,则必须这样做。 yY{kG2b, •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。 {16<^ •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)。 C2U~=q>> •可以避免这些干涉效应的不良影响。 Oft arD y8Xv~4qQW q(o/yx{bm 文件信息 U%B(5cC M6|I6M<
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