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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
    w+=Q6]FxJ  
    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。 >3P9 i ;W  
    kFwxK"n@C  
    Nv3tt  
    ? d5h9}B  
    本用例展示了...... hVf^  
    •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构,例如: >qpqQ; bm  
    - 矩形光栅界面 lD3)TAW@o  
    - 过渡点列表界面 fnOIv#  
    - 锯齿光栅界面 PpFsp( )x  
    - 正弦光栅界面 1R^4C8*B  
    •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 "teyi"U+  
    QiU_hz6?v  
    光栅工具箱初始化 Hg whe=P  
    •初始化 k%Eh{dA  
    -  开始 uP6-cs  
    光栅 >BJ}U_ck  
    通用光栅光路图 F[]&1  
    •注意:使用特殊类型的光栅,例如: 矩形形状, ! TDD^  
        可直接选择特定的光路图。 k>>`fE\K  
    ` FxtLG,F  
    NjP ]My  
    JY@X2'>v/  
    光栅结构设置 VVLIeJ(*XT  
    •首先,必须定义基板(基块“Base Block”)的厚度和材料 v.b5iv5  
    L#ZLawG  
    •在VirtualLab中,光栅结构在所谓的堆栈(stack)中定义。 Q!]IG;3Sx|  
    •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 QnU0"_-  
    b pp*  
    7E(%9W6P  
     f`J|>Vk  
    •例如,选择第一个界面上的堆栈。 Yrsp%<qj  
    ?l 9=$'  
    堆栈编辑器 @/(@/*+"  
    •在堆栈编辑器(Stack Editor)中,可以从目录中添加或插入界面。 O9*p0%ug  
    •VirtualLab的目录提供了几种类型的界面。 所有界面都可以用来定义光栅。 i@6wO?Tv  
    @'gl~J7  
    =qX*]  
    p%8 v`  
    矩形光栅界面 x~Agm_Tu+'  
    o&,Y<$!:VH  
    •一种可能的界面是矩形光栅界面。 ^6qjSfFW}  
    •此类界面适用于简单二元结构的配置。 tN}c0'H  
    •在此示例中,由银制成的光栅位于玻璃基板上。 QT;Va#a  
    •为此,增加了一个平面界面,以便将光栅结构与基块分开。 gVA; `<  
    •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。 kO+s+ 55  
    k(v"B@0  
    6ZOAmH fs  
    f?0D%pxc}&  
    矩形光栅界面 ,ey0:.!;  
    •请注意:界面的顺序始终从基板表面开始计算。 ~<eVl l=  
    •所选界面在视图中以红色突出显示。 SUc6/'Rdr  
    P}l#VJWp  
    •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。 fkG##!  
    •可以在光路编辑器(Light Path Editor)中更改此材质。 8nsZ+,@+[  
    phS>T  
    •堆栈周期(Stack Period)允许控制整个配置的周期。 C#$6O8O  
    •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 ^]7,1dH}M  
    •如果是简单的光栅结构,建议选择“取决于界面周期”(Dependent from Period of Interface)选项,并选择适当的周期性界面索引。 (Y)!"_|  
    !EM#m@kZ{  
    v~`*(Hh  
    Rn;VP:HM  
    Vrg3{@$  
         1 KB7yG-#6  
    矩形光栅界面参数 \n;g2/VjO  
    •矩形光栅界面由以下参数定义 'z-D%sCA  
    - 狭缝宽度(绝对或相对) Wvb Eh|y  
    - 光栅周期 Wxs>osq  
    - 调制深度 GmAj</~  
    •可以选择设置横向移位和旋转。 )2]a8JVf  
    9t}J|09i  
    wibwyzo  
    e2bLkb3c  
    高级选项和信息 Ge0Lb+<G  
    •在传播菜单中,有几个高级选项可用。 qg)qjBQwA  
    •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 dr{1CP  
    •可以设置总级次数或衰逝波级次数 y<v|X2  
        (evanescent orders)。 fa yKM  
    •如果考虑金属光栅,这项功能非常实用。 0+|>-b/%  
    •相反,在介质光栅的情况下,默认设置就足够了。 \kyM}5G(<0  
    jiq2x\\!  
    tO`?{?W7  
         zU b8NOi  
    •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 j9>TTgy@  
    •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。 ;le0QA Pf  
    •此外,有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 W6M jQ%f  
    •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。 egWx9xX  
    ]/[0O+B?  
    qS| AdkNL  
         KD=bkZ&  
    过渡点列表界面 fzyzuS$  
    •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 ]\`w1'*  
    •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 EP(Eq  
    •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。 F0&O/-w&u  
    ^X^,>Z|  
    5v+L';wx[T  
    过渡点列表参数 6: GN(R$0  
    •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 ~hzEKvs  
    •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。 wcl!S{  
    h&P {p _Y  
    &8afl"_~  
         ozuIwzi7N  
    •必须在周期化(Periodization)选项卡中设置此界面的周期。 EzUPah  
    •此处,可以定义x方向和y方向的周期。 A-;^~I  
    •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。 U&s(1~e\  
    H<XlUCr_~+  
     qJURPK  
    W}?s^  
    高级选项及信息 wM0E%6 P  
    •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。 .c03}RTC^  
    Uqr{,-]5v  
    Stt* 1gT  
    )6g&v'dq  
    正弦光栅界面 {n6\g]p3  
    •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 YY\Rua/nG  
    •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 9[Y*k^.!  
    •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: cT I,1U  
    - 脊的材料:基板的材料 Xa)7`bp<  
    - 凹槽材料:光栅前面的材料 Z<I[vp6{  
    pb6 Q?QG,  
    69rwX"^  
         r.9 $y/5  
    正弦光栅界面参数 Y6+k9$h  
    - 正弦光栅界面也由以下参数定义: sb 8dc  
    •光栅周期 hg{ &Y(J!U  
    •调制深度 XA?WUR[e  
    - 可以选择设置横向移位和旋转。 s 8Jj6V  
    - 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。 lR, G;  
    GgT=t)}wu  
    _m" ^lo  
         Na-q%ru  
    高级选项和信息 e`vUK.UoW  
    •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。 L+uOBW_  
    WVinP(#nfM  
    I>\}}!  
    tjt=N\;  
    高级选项及信息 "\}21B~{7'  
    •如果增加层数(例如,增加2倍),则离散化变得光滑。 ?F9hDLX  
    juR  
    K7+^Yv\YQx  
    锯齿光栅界面 P&h/IBA_  
    •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 JE/l#Q!  
    •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 jt/l,=9YK  
    •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: zz[g{[SN  
    - 脊的材料:基板的材料 t&8<k+m  
    - 凹槽材料:光栅前面的材料 UP5%C;  
    \l>q Y(gu  
    4{g:^?1=  
    3 LT+9ad2d  
    锯齿光栅界面参数 t7sUtmq  
    •锯齿光栅界面也由以下参数定义: ]j72P  
    - 光栅周期 )H.ubM1  
    - 调制深度 S$Qr@5  
    •此外,闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 'M47'{7T  
    •可以选择设置横向移位和旋转。 Z3Bo@`&?  
    •由于这是光栅界面(类似矩形和正弦型),因此不必选择周期。 #/\pUK~km  
    u=1B^V,6V  
    =%:JjgKc*t  
         $,p.=j;P  
    高级选项和信息 aB/{ %%o  
    •同样,可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 $:xF)E  
    []^PJ  
    探测器位置的注释 z<FV1niE  
    关于探测器位置的注释 iH($rSE  
    •在VirtualLab中,探测器默认位于基板后面的空气中。 D >psh- ,1  
    •如果光栅包含在复杂的光学装置中,则必须这样做。 cC7"J\+r*  
    •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。 QJ[(Y@ O6a  
    •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)。 07~pf}  
    •可以避免这些干涉效应的不良影响。 g%@]z8L  
    /e;e\k_}'  
     
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