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    [分享]使用界面配置光栅结构 [复制链接]

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    离线infotek
     
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2021-05-11
    摘要 .X g.,kW  
    /SvhOi  
    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。 F)P:lvp<r  
    2w>%-_]u+  
    ci,(]T +!  
    +]l?JKV  
    本用例展示了...... cS&KD@.  
    •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构,例如: 9~ p;iiKGG  
    - 矩形光栅界面 ~Nh6po{  
    - 过渡点列表界面 H`[FC|RYyE  
    - 锯齿光栅界面 &9jJ\+:7  
    - 正弦光栅界面 Q\oa<R D5  
    •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 3 9 8)\3o  
    8 Ku9;VEk  
    光栅工具箱初始化 g|)>65v  
    •初始化 qxRsq&_  
    -  开始 ]4rmQAS7"  
    光栅 (lsG4&\0F  
    通用光栅光路图 Aez2n(yac  
    •注意:使用特殊类型的光栅,例如: 矩形形状, l|g*E.:4  
    可直接选择特定的光路图。 z$<=8ox8e  
    ?Ld),A/c  
    v}>g* @  
    UG vIHm  
    光栅结构设置 (nqhX<T>  
    •首先,必须定义基板(基块“Base Block”)的厚度和材料 ?[Yn<|  
    iBE|6+g~Cj  
    •在VirtualLab中,光栅结构在所谓的堆栈(stack)中定义。 HoBx0N9\2  
    •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 pbzt8 P[  
    ZfM]A)  
    h]zok}$  
    EXdX%T\  
    •例如,选择第一个界面上的堆栈。 p5In9s  
     2_$8Ga  
    堆栈编辑器 za>%hZf\  
    •在堆栈编辑器(Stack Editor)中,可以从目录中添加或插入界面。 CW`^fI9H  
    •VirtualLab的目录提供了几种类型的界面。 所有界面都可以用来定义光栅。 mbAzn  
    &UDbH* !4=  
    E2Sj IR}  
    H Qj,0#J)  
    矩形光栅界面 b'( AVA  
    S5|7D[*  
    •一种可能的界面是矩形光栅界面。 mR.j8pi  
    •此类界面适用于简单二元结构的配置。 Wv>`x?W  
    •在此示例中,由银制成的光栅位于玻璃基板上。 P]"@3Z&w  
    •为此,增加了一个平面界面,以便将光栅结构与基块分开。 "]^U(m>f  
    •在堆栈编辑器的视图中,根据折射率(黑暗表示更高),其他颜色表示不同的材料。  7]@M  
    A._CCou  
    `+=Zq :0  
    ?Gf'G{^}  
    矩形光栅界面 DN9x<%/-  
    •请注意:界面的顺序始终从基板表面开始计算。 VK4UhN2  
    •所选界面在视图中以红色突出显示。 =$}`B{(H  
    E.yFCaL  
    •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。 F_u ?.6e]  
    •可以在光路编辑器(Light Path Editor)中更改此材质。 {? yRO]  
    Ym%# "  
    •堆栈周期(Stack Period)允许控制整个配置的周期。 -X*.scw  
    •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 gy1kb,MO  
    •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 _\HX9  
    PazWMmI  
    0$XrtnM  
    W9Us I  
    qHrIs-NR  
    qoan<z7  
    矩形光栅界面参数 +vFqHfmP  
    •矩形光栅界面由以下参数定义 7F~Jz*,B*W  
    - 狭缝宽度(绝对或相对) 3F6'3NvVc2  
    - 光栅周期 rI)&.5^  
    - 调制深度 HVC|0}  
    •可以选择设置横向移位和旋转。 R]kH$0`  
    HDo=WqG  
    p<VW;1bt5  
    G4F~V't  
    高级选项和信息 $~EY:  
    •在传播菜单中,有几个高级选项可用。 e mq%" ;.  
    •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 aBF<it>  
    •可以设置总级次数或衰逝波级次数 ?s0")R&  
    (evanescent orders)。 '?|.#D#-c  
    •如果考虑金属光栅,这项功能非常实用。 a 8jG')zg  
    •相反,在介质光栅的情况下,默认设置就足够了。 BD ,3JDqT  
    ~fA H6FdZ\  
    Yh%  
    piUfvw  
    •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 * 8D(Lp1  
    •层分解(Layer Decomposition)和过渡点分解(Transition Point Decomposition)设置可用于调整结构的离散化。 默认设置适用于几乎所有光栅结构。 *u<@_Oa  
    •此外,有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 l5k]voG  
    •分解预览(Decomposition Preview)按钮提供用于FMM计算的结构数据的描述。 折射率由色标表示。 k|^nrjStC  
    XG6UV('  
    PJcz] <  
    |z%*}DPrpa  
    过渡点列表界面 @}N;C ..Y$  
    •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 2TC7${^9}J  
    •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 #^/&fdK~A  
    •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。 785Y*.p  
    !NOvKC!  
    ;,&1  
    过渡点列表参数 3?(||h{  
    •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 0:Lm=9o  
    •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。 K31rt-IIt  
    !*xQPanL  
    g'b)]Q  
    dTP$7nfe  
    •必须在周期化(Periodization)选项卡中设置此界面的周期。 K`1\3J)  
    •此处,可以定义x方向和y方向的周期。 V# 6`PD6  
    •在这种情况下,可以忽略内部和外部定义区域的设置,因为接口的扩展已经被周期性边界条件截断。 UIv 2wA2  
    R=M${u<t  
    >!YI7)  
    *K\/5Fzl  
    高级选项及信息 Fx0<!_tY-  
    •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。 I|$_[Sw  
    18!0H l>  
    @ B3@M  
    S*CRVs  
    正弦光栅界面 EY!aiH6P  
    •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 >[Q(!Ai  
    •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 g;bkV q  
    •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: PHD$E s  
    - 脊的材料:基板的材料 *Qg/W? "m  
    - 凹槽材料:光栅前面的材料 PxK  
    !=0N38wA  
    JX/rAnc@  
    Ty]CdyL$  
    正弦光栅界面参数 W~Mj6c~S"  
    - 正弦光栅界面也由以下参数定义: fi#o>tVyJ  
    •光栅周期 Jo h&Ay  
    •调制深度 WohK,<Or  
    - 可以选择设置横向移位和旋转。 <<&:BK   
    - 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。 P67r+P,  
    5'>(|7~%\  
    oChcEx%  
    .f&,~$e4  
    高级选项和信息 haa [ob6T  
    •同样,可以在高级设置选项卡中调整和研究分解结构的数据。 P RX:*0  
    } "y{d@  
    rxCu V  
    )n|:9hc  
    高级选项及信息 0VsrAV0  
    •如果增加层数(例如,增加2倍),则离散化变得光滑。 oOe5IczS(  
    Z^`>;n2  
    {n%F^ky+7  
    锯齿光栅界面 lgA9p 4-  
    •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。  i)8,u  
    •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 W/{HZ< :.  
    •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: ~c3!,C  
    - 脊的材料:基板的材料 > -Jd@7-  
    - 凹槽材料:光栅前面的材料 =}U`q3k  
    zj`!ZY?fv  
    ?OvtR:hC  
    T3)/?f?|  
    锯齿光栅界面参数 Al' sY^B  
    •锯齿光栅界面也由以下参数定义: PS!f&IY}[.  
    - 光栅周期 0j4bu}@  
    - 调制深度 |ay W _5}  
    •此外,闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 fkyj&M/  
    •可以选择设置横向移位和旋转。 #ra:^9;Es:  
    •由于这是光栅界面(类似矩形和正弦型),因此不必选择周期。 ;wgm 'jr  
    tX&Dum$  
    *w59BO&M4  
    8GV$L~i  
    高级选项和信息 "+r8izB  
    •同样,可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 W<u63P  
    QpAK]  
    探测器位置的注释 4=>/x90y  
    关于探测器位置的注释 5A Vo#}&\  
    •在VirtualLab中,探测器默认位于基板后面的空气中。 t!AHTtI  
    •如果光栅包含在复杂的光学装置中,则必须这样做。 2zh?]if  
    •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。 [F*t2 -ta  
    •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)。 0^5SL/2  
    •可以避免这些干涉效应的不良影响。 =Qp~@k=2  
    / \!hW-+]W  
    C5\bnk{  
    文件信息
    o2@8w[r  
    q4|TwRx~  
    P'KaWu9z  
    `)*   
    KFkKr>S :  
    QQ:2987619807 ,[D,G  
     
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