[分享]使用界面配置光栅结构 [复制链接]

摘要 Rzj
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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。 aK+jpi4?  
0x1#^dII  
QA"mWw-Ds  
=jEh#  
本用例展示了...... *f ;">(`o*  
•如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构，例如： 7#pu(:T$  
- 矩形光栅界面 lO+6|oF0  
- 过渡点列表界面 +=o?&  
- 锯齿光栅界面 ba`V`0p-(  
- 正弦光栅界面 @b]?Gg  
•如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 l =`?Im  
qGK -f4  
光栅工具箱初始化 MpCK/eiC  
•初始化 uW{;
@ 7N  
-  开始 }@Dgr)*+  
光栅 Xe.
az
 
通用光栅光路图 [+8in\T i  
•注意：使用特殊类型的光栅，例如： 矩形形状， EmFL %++V  
可直接选择特定的光路图。 NpLO_-  
$kD;*v=  
[G#PK5C  
yd+.hg&J  
光栅结构设置 1[U`,(C1  
•首先，必须定义基板（基块“Base Block”）的厚度和材料。 X8uAwHa6F  
]8~{C>ch$  
•在VirtualLab中，光栅结构在所谓的堆栈（stack）中定义。 lHI;fR  
•堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 
i"Z  
l.3|0lopX)  
9o<5Z=  
H5J1j*P<d  
•例如，选择第一个界面上的堆栈。 =Ul{#R z  
lk/[xQ/  
堆栈编辑器 umJ!j&(  
•在堆栈编辑器(Stack Editor)中，可以从目录中添加或插入界面。 eWw# T^  
•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。 e0&x?U*/  
6-6ha7]s  
gAxf5A_x)  
8Ts_;uId  
矩形光栅界面 kl+^0i  
XtP5IN\S  
•一种可能的界面是矩形光栅界面。 2zN"*Wkn  
•此类界面适用于简单二元结构的配置。 D.:6X'hp  
•在此示例中，由银制成的光栅位于玻璃基板上。 ?VRf5 Cr-  
•为此，增加了一个平面界面，以便将光栅结构与基块分开。 2^f6@;=M  
•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。 NG\g_^.M
 
{I^@BW-  
o>Faq+@  
F!*tE&Se+  
矩形光栅界面 ?j^:jV  
•请注意：界面的顺序始终从基板表面开始计算。 ziXZJ^(FI  
•所选界面在视图中以红色突出显示。 G W@g  
0E^6"nt7N  
•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。 Nay&cOz  
•可以在光路编辑器（Light Path Editor）中更改此材质。 lFT` WO  
H$44,8,m  
•堆栈周期（Stack Period）允许控制整个配置的周期。 jBLLx{  
•此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 !L?diR  
•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。 (Ee5Af,4  
7%)KB4(\_
 
a]4h5kJ';  
hcX`X2^  
B$D7}=|kc  
bg/a5$t  
矩形光栅界面参数 ;,7/>Vt  
•矩形光栅界面由以下参数定义 qS?uMms7w  
- 狭缝宽度（绝对或相对） b-Xc6f  
- 光栅周期 x3tos!Y  
- 调制深度 /c|X:F!;X#  
•可以选择设置横向移位和旋转。 ~/m=
Q<cV  
8kYI ~
  
9ymx;  
-.t/c}a#  
高级选项和信息 8m"(T-wb6{  
•在传播菜单中，有几个高级选项可用。 Y:#nk.}>  
•传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 sp8P[W1a  
•可以设置总级次数或衰逝波级次数 P,W(9&KM  
（evanescent orders）。 Rn9e#_Az  
•如果考虑金属光栅，这项功能非常实用。 \6L,jSoBl  
•相反，在介质光栅的情况下，默认设置就足够了。 :N#8|;J1Fl  
{NTMvJLm  
P+<4w  
<Gw>}/-^  
•高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 .9VhDrCK  
•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。 H{U(Rt]
K  
•此外，有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 p:?h)'bA<  
•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。 tYUg%2G  
vp&N)t_  
_h^er+d
!_  
}CGA)yK~3  
过渡点列表界面 cTa$t :K@  
•另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 Lu5lpeSQ  
•此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 ^`+Kjhht  
•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。 GWW#\0*Bn  
dj2w_:&W  
8/"R&yAh  
过渡点列表参数 )zAATBb4.  
•过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 W'{o`O=GGr  
•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。 <pIel   
n=A}X4^  
Vu5Djx'  
r<OqI*7  
•必须在周期化（Periodization）选项卡中设置此界面的周期。 +HkEbR'G0  
•此处，可以定义x方向和y方向的周期。 -58Sb"f  
•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。 r,Tq";N'  
TR'<D9kn  
'4)4*3
z,  
Fp~0 ^  
高级选项及信息 OICH:(t_  
•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。 b NR@d'U  
G]RFGwGt  
"?S>}G\  
KMP[
Ledr  
正弦光栅界面 zn#lFPj12  
•另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 nj=nSD  
•此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 B4t,@,\O  
•如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： [PH56f  
- 脊的材料：基板的材料 r1a/'+  
- 凹槽材料：光栅前面的材料 'k9Qd:a}  
Jix;!("  

$E-c%-  
jhB+ ]  
正弦光栅界面参数 icN#8\E  
- 正弦光栅界面也由以下参数定义： 4P=)u}{]^#  
•光栅周期 >uR;^B5m  
•调制深度 u85?f  
- 可以选择设置横向移位和旋转。 M5c *vs  
- 由于这是光栅界面（类似于矩形和锯齿借口），因此不必选择周期。 gr\vC  
PMZ*ECIJU  
seiE2F[  
xG:7AGZ$[  
高级选项和信息 #B@*-  
•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。 pGP$2  
3\j3vcuy  
qF4=MQm\aE  
C^ZDUj`  
高级选项及信息 d(F4-kBd  
•如果增加层数（例如，增加2倍），则离散化变得光滑。 AH|'{  
+?^lnoX  
sfR0wEqI  
锯齿光栅界面 ;aImz*1%t  
•另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 O#`y;%  
•此界面允许配置闪耀结构的光栅。 3Y=uBl  
•如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： %h}3}p#4  
- 脊的材料：基板的材料 \9k{h08s  
- 凹槽材料：光栅前面的材料 E
Si-'R&  
xbsX-F  
$: qrh6
6  
@!::_E+F]  
锯齿光栅界面参数 `q+Ug  
•锯齿光栅界面也由以下参数定义：
[-h=L Jf#  
- 光栅周期 # N'_~:H  
- 调制深度 5Eu`1f?  
•此外，闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 9ZG__R3B1\  
•可以选择设置横向移位和旋转。 hSXZu?/  
•由于这是光栅界面（类似矩形和正弦型），因此不必选择周期。 @pV&{Vp  
iJzW3%E  
\= Wrh3  
,S-zY\XB  
高级选项和信息 `sM^m`yE  
•同样，可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 Z(hRwIOF  
!L@^Zgs|@?  
探测器位置的注释 g>H\"cUv  
关于探测器位置的注释 lQ|i Ws  
•在VirtualLab中，探测器默认位于基板后面的空气中。 5mg] su&#  
•如果光栅包含在复杂的光学装置中，则必须这样做。 e@L?jBj8m  
•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。 o_?A^u  
•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）。 M][Zu[\*  
•可以避免这些干涉效应的不良影响。 Z'_EX7r  
A#CGD0T  
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文件信息 /^b=| +Do  
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