[分享]使用界面配置光栅结构 [复制链接]

摘要 pGie!2T E  

{B$CqsvJ  
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。 ^G4YvS(  
/&gg].&2?  
yP58H{hQM8  
cAR `{%b  
本用例展示了...... }Rh\JDiQ  
•如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构，例如： ,_V V;P  
- 矩形光栅界面 @eYpARF  
- 过渡点列表界面 &8IBf8  
- 锯齿光栅界面 %A z
y#m  
- 正弦光栅界面 D||0c"E  
•如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 4[lFurH  
q1ysT.{p,  
光栅工具箱初始化 Jm_)}dj3o  
•初始化 y 4i3m(S  
-  开始 KjGu !B
 
光栅 ebA:Sq:w  
通用光栅光路图 }geb959  
•注意：使用特殊类型的光栅，例如： 矩形形状， yY VR]HH  
可直接选择特定的光路图。 6A"$9sj6  
Nj9A-*0g6N  
sH6;__e  
$N?8[  
光栅结构设置 12`u[O}\}-  
•首先，必须定义基板（基块“Base Block”）的厚度和材料。 ^I
w
$(  
J[}H^FR  
•在VirtualLab中，光栅结构在所谓的堆栈（stack）中定义。 <+QdBp'd;
 
•堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 SaPE 1^}  
5>}$]d/o  
~b_DFj  
xs= ~N  
•例如，选择第一个界面上的堆栈。 H
Xq']+iC  
|))NjM'ZBl  
堆栈编辑器 TpU\IQ  
•在堆栈编辑器(Stack Editor)中，可以从目录中添加或插入界面。 [t4v/vQT  
•VirtualLab的目录提供了几种类型的界面。 所有界面都可以用来定义光栅。 PVb[E03  
>)M{^  
"L3mW=!*  
5dj" UxH  
矩形光栅界面 FWbp;v{  
,`t+X=#  
•一种可能的界面是矩形光栅界面。 F`g(vD>  
•此类界面适用于简单二元结构的配置。 U[wx){[|  
•在此示例中，由银制成的光栅位于玻璃基板上。 o[>d"Kp  
•为此，增加了一个平面界面，以便将光栅结构与基块分开。 wR%Ta-  
•在堆栈编辑器的视图中，根据折射率（黑暗表示更高），其他颜色表示不同的材料。 ImN'o4vo  
%IsodtkDu  
=W
TSaC  
z+MH co"  
矩形光栅界面 wOAR NrPx2  
•请注意：界面的顺序始终从基板表面开始计算。 fJS:46  
•所选界面在视图中以红色突出显示。 8c5YX  
s%:fZ7y  
•此外，此处无法定义光栅前方的介质（指最后一个接界面后面的介质）。 它自动取自光栅元件前面的材料。 lDL&":t  
•可以在光路编辑器（Light Path Editor）中更改此材质。 ]B
O:*&O  
V'vWz`#  
•堆栈周期（Stack Period）允许控制整个配置的周期。 !!C/($  
•此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 Z- feMM  
•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。 [=K lDfU=  
&M13F>!  
6H|1IrG  
cx[^D,usf~  
^_]ZZin  
(d_z\U7l  
矩形光栅界面参数 nH#>_R (  
•矩形光栅界面由以下参数定义 {lf{0c$X.  
- 狭缝宽度（绝对或相对） G*9(O:  
- 光栅周期 .!3e$mhV  
- 调制深度 v0DDim?cc  
•可以选择设置横向移位和旋转。 -#Zvj
Eaey  
{s8c@-'  
a{`hAI${  
w<(ubR %$  
高级选项和信息 O},}-%G  
•在传播菜单中，有几个高级选项可用。 G4(R/<J,BQ  
•传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 `*s:[k5k  
•可以设置总级次数或衰逝波级次数 :+\0.\K0!  
（evanescent orders）。 AR[m+E  
•如果考虑金属光栅，这项功能非常实用。 _,drOF|e  
•相反，在介质光栅的情况下，默认设置就足够了。 LdZVXp^  
WE\TUENac(  
`;85Mo:qJ  
3"x_Y  
•高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。
gkr9+  
•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。
+p%3pnj:K  
•此外，有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 R,3cJ Y_%  
•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。 L$5,RUy  

pwFdfp  
6ld4'oM  
3L&:  
过渡点列表界面 mi=mwN%UB  
•另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 _w
KwiJs  
•此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 w5>[hQR\  
•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。 %0GwO%h},  
6*Z7JiQ0  
'WW:'[Syn'  
过渡点列表参数 d6MWgg  
•过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 k!Yc_ZB:*l  
•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。 CV0id&Nv  
72, m c  
W1REF9i){  
S)U*1t7[  
•必须在周期化（Periodization）选项卡中设置此界面的周期。 c,@Vz 7c  
•此处，可以定义x方向和y方向的周期。  {b!{~q  
•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。  ;+~5XLk  
s[8.
l35|  
E+\?ptw  
)Q=u[ p  
高级选项及信息 z"4 q%DC  
•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。 *'?ZG/ (  
cy^=!EfA  
k-ZO/yPo  
|.@!CqJ  
正弦光栅界面 xeF>"6\  
•另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 T
nQ>v{Rx  
•此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 p)SW(pS  
•如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： I~6) Gk&  
- 脊的材料：基板的材料 2^B_iyF;  
- 凹槽材料：光栅前面的材料  }#m9Q[  
RL}?.'!  
K$Bv4_|x  
_%CM<z e  
正弦光栅界面参数 jG1(Oe;#  
- 正弦光栅界面也由以下参数定义： EGl<oxL*R2  
•光栅周期 "lt<$.  
•调制深度 {dF@Vg_n  
- 可以选择设置横向移位和旋转。 qxI$F  
- 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。 TJv .T2|  
$+80V{J#  
MnD}i&k[  
$2uC%er"H  
高级选项和信息 RL` jaS?V  
•同样，可以在高级设置选项卡中调整和研究分解结构的数据。 no+m.B  
j/aJDE(+  
@@H/q  
2WS*c7Ct  
高级选项及信息 M+:5gMB'  
•如果增加层数（例如，增加2倍），则离散化变得光滑。 ?;RY/[IX6  
&>AwG4HW#j  
I7_lKr3  
锯齿光栅界面 J=-z~\f56  
•另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 !/,oQoG  
•此界面允许配置闪耀结构的光栅。
L"jA#ULg  
•如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： -Mr_Ao`E  
- 脊的材料：基板的材料 Mst%]@TG  
- 凹槽材料：光栅前面的材料 P7w RX F{  
P6_Hz!vE  
frcX'M}%  
Lyc6nP;F  
锯齿光栅界面参数 N7s0Ua'-v  
•锯齿光栅界面也由以下参数定义： B=]j=\o  
- 光栅周期 6 ZRc|ZQ  
- 调制深度 F`4W5~`  
•此外，闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 e\X[\
ve  
•可以选择设置横向移位和旋转。 p l^;'|=M  
•由于这是光栅界面（类似矩形和正弦型），因此不必选择周期。 KH,f'`  
&vmk!wAs  
fuj9x;8X0  
5=V"tQ&d9U  
高级选项和信息 %ap]\o$^4  
•同样，可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 6],?Y+_;)L  
#[bosb!R  
探测器位置的注释 X QLP|v;"  
关于探测器位置的注释 yhgGvyD
 
•在VirtualLab中，探测器默认位于基板后面的空气中。 ovN3.0tAI  
•如果光栅包含在复杂的光学装置中，则必须这样做。 fYuSfB+<  
•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。 BP
j?l  
•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）。 '|gsmO  
•可以避免这些干涉效应的不良影响。 N/F_,>E  
gE#|eiu  
b; of9hY  
文件信息 kLzjK]4*  
I'IFBVhaYn  
E"*E[>  
<N<0?GQ  
c9c]1XJ  
QQ：2987619807 Yp(0XP5o