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    [技术]使用界面配置光栅结构 [复制链接]

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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-01-11
    cn\_;TYiJ  
    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。 8% |x)  
    uyA9`~p=#  
    MoX* e  
    TRq~n7Y7C  
    本用例展示了...... 8EE7mEmLH  
    •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构,例如: 'Aqmf+Mm  
    - 矩形光栅界面 U=yD!  
    - 过渡点列表界面 & aLR'*]6  
    - 锯齿光栅界面 T5Fah#-4  
    - 正弦光栅界面 xxiLi46/  
    •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 Ml3F\ fAW  
    ld?M,Qd  
    光栅工具箱初始化 OS9v.pz  
    •初始化 GS,pl9#V_  
    -  开始 .6"7Xxe]<  
    光栅 C}>&#)IH  
    通用光栅光路图 X%-4x   
    •注意:使用特殊类型的光栅,例如: 矩形形状, zm}1~A  
        可直接选择特定的光路图。 zR .MXr  
    vK{K#{  
    p&\uF#I;  
    lxd<^R3i#^  
    光栅结构设置 +|?c_vD  
    •首先,必须定义基板(基块“Base Block”)的厚度和材料 M`<D Z<:<  
    2<O8=I _  
    •在VirtualLab中,光栅结构在所谓的堆栈(stack)中定义。 i!HGM=f  
    •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 _NkN3f5 1L  
    }n=NHHtJ  
    B';Ob  
    qb<gh D=j  
    •例如,选择第一个界面上的堆栈。 :d#NnR0^L  
    }Q=Zqlvz  
    堆栈编辑器 Mm;)O'XDE  
    •在堆栈编辑器(Stack Editor)中,可以从目录中添加或插入界面。 lrE0)B5F  
    •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。 qa~[fORO[  
    ?gtkf[0B|  
    b?$09,{0  
    w-"&;klV  
    矩形光栅界面 mOB\ `&h5  
    2ya`2 m  
    •一种可能的界面是矩形光栅界面。 G#V22Wca8  
    •此类界面适用于简单二元结构的配置。 J53;w:O  
    •在此示例中,由银制成的光栅位于玻璃基板上。 6)$_2G%Zq  
    •为此,增加了一个平面界面,以便将光栅结构与基块分开。 _e 3'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。 J$Q-1fjj  
    a#IJ<^[8  
    =FbfV*K 9  
    W% [5~N  
    矩形光栅界面 GN<I|mGLJK  
    •请注意:界面的顺序始终从基板表面开始计算。 _#O?g=1  
    •所选界面在视图中以红色突出显示。 54{"ni 2a  
    LTe7f8A  
    •此外,此处无法定义光栅前方的介质(指最后一个接界面后面的介质)。 它自动取自光栅元件前面的材料。 -AT@M1K7%  
    •可以在光路编辑器(Light Path Editor)中更改此材质。 6bGD8 ;  
    h[]N=X  
    •堆栈周期(Stack Period)允许控制整个配置的周期。 {dwV-qz  
    •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 yjq )}y,tF  
    •如果是简单的光栅结构,建议选择“取决于界面周期”(Dependent from Period of Interface)选项,并选择适当的周期性界面索引。 9zyN8v2  
    IO#W#wW$M  
    _D9=-^  
    3(:mRb}  
    o^?{j*)g  
         YiTp-@$}  
    矩形光栅界面参数 _iu|*h1y  
    •矩形光栅界面由以下参数定义 n@Ag`}  
    - 狭缝宽度(绝对或相对)  vt N5{C  
    - 光栅周期 qM0MSwvC=  
    - 调制深度 yLx.*I^6  
    •可以选择设置横向移位和旋转。 d eoM~r9s  
    $<4Ar*i  
    (UZ*36@PJx  
    L\ %_<2  
    高级选项和信息 J [ H?nX9  
    •在传播菜单中,有几个高级选项可用。 4AYc 8Z#'  
    •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 .;b> T  
    •可以设置总级次数或衰逝波级次数 _kHpM:;.  
        (evanescent orders)。 6bcrPf}  
    •如果考虑金属光栅,这项功能非常实用。 kPH^X}O$  
    •相反,在介质光栅的情况下,默认设置就足够了。 tZ^;{sM  
    `5Btg. &  
    ugB{2oqi  
         #P#R~b]  
    •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 X{}#hyYk"  
    •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。 kZ9< j+.  
    •此外,有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 SN(=e#ljE  
    •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。 dSVu_*y  
    lM,zTNu-z  
    rcx;3Vne  
         p*,P%tX  
    过渡点列表界面 U.U.\   
    •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 &8_;:  
    •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 Jche79B  
    •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。 rx>Tc#g  
    C..2y4bA}  
    sjI[Vq  
    过渡点列表参数 *\KMkx  
    •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 cWO )QIE  
    •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。 tR* W-%  
    NP`s[  
    cqY.^f.  
         6 ]PM!6  
    •必须在周期化(Periodization)选项卡中设置此界面的周期。 XDk o{jEJ  
    •此处,可以定义x方向和y方向的周期。 sBtG}Mo)  
    •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。 Y@H,Lk  
    } Tr83B|  
    B" m:<@ "  
    ~f10ZB_k>'  
    高级选项及信息 :.o=F`W  
    •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。 _MbVF>JOx  
    `qDz=,)WP  
    R}wwC[{  
    urXb!e{l  
    正弦光栅界面 CS5jJi"pD3  
    •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 @ P"`=BU&  
    •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 NB5L{Gf6-  
    •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: u45h{i-e  
    - 脊的材料:基板的材料 7G[ GHc>  
    - 凹槽材料:光栅前面的材料 C}= _8N  
    RO$ @>vL  
    wYQ1Z  
         ;Nf hKu%K  
    正弦光栅界面参数 V> a3V'  
    - 正弦光栅界面也由以下参数定义: <]Pix )  
    •光栅周期 "aWX:WL&}s  
    •调制深度 39T&c85  
    - 可以选择设置横向移位和旋转。 >\7RIy3  
    - 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。 jaO#><f  
    b6!Q!:GO&  
    )fd-IYi-3  
         ]u4>;sa  
    高级选项和信息 av; (b3Lq  
    •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___S=  
    x-V' 0-#U>  
    $qlqW y-s  
    NkA6Cp[Q,1  
    高级选项及信息 %<=vbL9  
    •如果增加层数(例如,增加2倍),则离散化变得光滑。 |T$a+lHMD  
    ^mgI%_?1  
    0(9I\j5`TT  
    锯齿光栅界面 ;%rs{XO9  
    •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 Eo { 1y  
    •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 Nx4DC  
    •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: W -C0 YU1  
    - 脊的材料:基板的材料 @%G'U&R{  
    - 凹槽材料:光栅前面的材料 @8M'<tr<z  
    `z$uw  
    Xw*%3'  
    1RI#kti-"  
    锯齿光栅界面参数 Ql#W /x,e  
    •锯齿光栅界面也由以下参数定义: "lU]tIpCu  
    - 光栅周期 o}mhy`}  
    - 调制深度 kol,Qs  
    •此外,闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 ,WO%L~db  
    •可以选择设置横向移位和旋转。 f $.\o  
    •由于这是光栅界面(类似矩形和正弦型),因此不必选择周期。 0{"dI;b%  
    &v3D" J  
    c<+g|@A#  
         }P&1s,S8J#  
    高级选项和信息 ,NaV [ "9$  
    •同样,可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 1%SJ1oY  
    w>z8c3Dq}  
    探测器位置的注释 nj~$%vmA  
    关于探测器位置的注释 iJCY /*C}  
    •在VirtualLab中,探测器默认位于基板后面的空气中。 q*F~~J!P  
    •如果光栅包含在复杂的光学装置中,则必须这样做。 Qe @A5#  
    •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。 fz<|+(_>J  
    •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)。 >%n8W>^^4  
    •可以避免这些干涉效应的不良影响。 u:AfHZ  
    m0%iw1OsH%  
     
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