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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
    <m'W{n%Pp  
    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。 ]De<'x}  
    G .NGS%v  
    {{qu:(_g  
    s^#B*  
    本用例展示了...... x.8fxogz  
    •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构,例如: 5<YV`T{5Kl  
    - 矩形光栅界面 T,r?% G{XE  
    - 过渡点列表界面 7_HFQT1.N  
    - 锯齿光栅界面 a]]eQ(xQ  
    - 正弦光栅界面 }]<0!q &xB  
    •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 A`71L V%  
    tnE),  
    光栅工具箱初始化 Kl_(4kQE_  
    •初始化 |h%=a8  
    -  开始 nvbzCtC  
    光栅 wDR/Vr"f  
    通用光栅光路图 Ogv9_ X8  
    •注意:使用特殊类型的光栅,例如: 矩形形状, {^8?fJ/L  
        可直接选择特定的光路图。 -Gy=1W`09  
    Z-:T')#Cf  
    R#HVrzOO|T  
    2DU Y4Ti  
    光栅结构设置 [n4nnmM  
    •首先,必须定义基板(基块“Base Block”)的厚度和材料 B`|f"+.  
    ncrg`<'/,  
    •在VirtualLab中,光栅结构在所谓的堆栈(stack)中定义。 zG{P5@:.R  
    •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 Wn2'uZ5If  
    bb  M^J  
    GXG 7P,p,  
    9HB+4q[  
    •例如,选择第一个界面上的堆栈。 ?8N^jjG  
    __!LTpp  
    堆栈编辑器 .do8\  
    •在堆栈编辑器(Stack Editor)中,可以从目录中添加或插入界面。 9TX2h0U?  
    •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。 I3HO><o f  
    ,?P<=M  
    {7jl) x3l  
    zZ6m`]{B9?  
    矩形光栅界面 <?s@-mpgN  
    =^1jVaAL  
    •一种可能的界面是矩形光栅界面。 ^"<x4e9+j  
    •此类界面适用于简单二元结构的配置。 .' }jd#  
    •在此示例中,由银制成的光栅位于玻璃基板上。 k4a51[SYBK  
    •为此,增加了一个平面界面,以便将光栅结构与基块分开。 4sRM" w;  
    •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。 , # =TputM  
    Ge_fU'F  
    w"5Eyz-eO  
    fLnwA|n=  
    矩形光栅界面 rY 6x):sC  
    •请注意:界面的顺序始终从基板表面开始计算。 C$q};7b1N  
    •所选界面在视图中以红色突出显示。 >TMd1? ,  
    ;plBo%EBV  
    •此外,此处无法定义光栅前方的介质(指最后一个接界面后面的介质)。 它自动取自光栅元件前面的材料。 _V 4O#;%?  
    •可以在光路编辑器(Light Path Editor)中更改此材质。 7HkFDI()1  
    yX4 Vv{g  
    •堆栈周期(Stack Period)允许控制整个配置的周期。 tL3R<'  
    •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 &Ts!#OcB,  
    •如果是简单的光栅结构,建议选择“取决于界面周期”(Dependent from Period of Interface)选项,并选择适当的周期性界面索引。 3m= _a  
    +j{(NwsX  
    "I66 @d?  
    cI P.5)Ca  
    D'<L6w`  
         <3!Al,!ej@  
    矩形光栅界面参数 6#7hMQ0&;O  
    •矩形光栅界面由以下参数定义 HdN5zl,q  
    - 狭缝宽度(绝对或相对) o3V\   
    - 光栅周期 FY^2 Y  
    - 调制深度 E447'aJ  
    •可以选择设置横向移位和旋转。 JcUU#>  
    w]t'2p-'  
    ("\{=XA Q  
    ]L97k(:Ib  
    高级选项和信息 +@=V}IO  
    •在传播菜单中,有几个高级选项可用。 u8T@W}FX  
    •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 E{EO9EI  
    •可以设置总级次数或衰逝波级次数 ~4khIz  
        (evanescent orders)。 }%p:Xv@X!  
    •如果考虑金属光栅,这项功能非常实用。 H.\`(`6  
    •相反,在介质光栅的情况下,默认设置就足够了。 @Wc5r#  
    @oE 5JM  
    wn.~Dx  
         W?5')  
    •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 PFuhvw~?  
    •层分解(Layer Decomposition)和过渡点分解(Transition Point Decomposition)设置可用于调整结构的离散化。 默认设置适用于几乎所有光栅结构。 Iz1x|EQ  
    •此外,有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 [EDX@Kdq)  
    •分解预览(Decomposition Preview)按钮提供用于FMM计算的结构数据的描述。 折射率由色标表示。 N2O *g`YC  
    Hl`OT5 pNf  
    tsAV46S  
         ?>Sv_0  
    过渡点列表界面 T[Zs{S  
    •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 =}0Uw4ub(u  
    •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 .26mB Xr  
    •同样,平面界面用于将光栅材料或介质与其中一个基板分离。 -T,?'J0 2  
    9a=Ll]=\  
    gom!dB0J  
    过渡点列表参数 R3~,&ab  
    •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 >x{("``D0y  
    •上限(Upper Limit)必须设置为大于所需光栅周期一半的值,但在周期性结构的情况下自动设置。 8@;]@c)m  
    g%&E~V/g$  
    7pm'b,J<  
         !HvA5'|:}  
    •必须在周期化(Periodization)选项卡中设置此界面的周期。 #7 3pryXV  
    •此处,可以定义x方向和y方向的周期。 [3jJQ3O,  
    •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?#wWbE1  
    h+}BtKA  
    xj3 qOx$  
    1(gs({  
    高级选项及信息 hyH[`wiq  
    •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。 5dm~yQN/  
    053bM)qW  
    #RBrii-,  
    3PE.7-HF  
    正弦光栅界面 {Sf[<I  
    •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 C(ij_>  
    •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 @|\9<S  
    •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: hx9{?3#  
    - 脊的材料:基板的材料 a_RY Yj  
    - 凹槽材料:光栅前面的材料 iApq!u,  
    m\56BP-AM  
    ( zWBrCX  
         uzBQK  
    正弦光栅界面参数 C^L+R7  
    - 正弦光栅界面也由以下参数定义: krUtOVI  
    •光栅周期 xqt?z n  
    •调制深度 <E2 IU~e  
    - 可以选择设置横向移位和旋转。 *%Rmdyn  
    - 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。 \baY+,Dr+  
    3YHEH\60^  
    $-}&RW9  
         4!IuTPmr  
    高级选项和信息 (`1i o  
    •同样,可以在高级设置选项卡中调整和研究分解结构的数据。 )0VL$A  
    "+(|]q"W  
    4>d4g\Z0L  
    iFd !ED  
    高级选项及信息 1&|]8=pG7  
    •如果增加层数(例如,增加2倍),则离散化变得光滑。 UzxL" `^7  
    {7o3wxsS  
    l7|z]v-  
    锯齿光栅界面 gXxi; g  
    •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 #L*\^ c  
    •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 "`>6M&`U  
    •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: 2_q/<8t  
    - 脊的材料:基板的材料 32wtN8kx  
    - 凹槽材料:光栅前面的材料 cnu&!>8V  
    Tn&_ >R  
    2][9Wp  
    Gyq 6?  
    锯齿光栅界面参数 BJjic%V  
    •锯齿光栅界面也由以下参数定义: t7f(%/] H0  
    - 光栅周期 0V:H/qu8>  
    - 调制深度 *ERV\/  
    •此外,闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 N3%#JdzZ$  
    •可以选择设置横向移位和旋转。 1SExl U  
    •由于这是光栅界面(类似矩形和正弦型),因此不必选择周期。 e$[O J<t  
    $e\s8$EO  
    g88k@<Y  
         7m2iL#5[  
    高级选项和信息 c,a8#Og  
    •同样,可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 ;/Hr ZhOE  
    o%_-u +  
    探测器位置的注释 s<!A< +Sh  
    关于探测器位置的注释 |{#St-!-7  
    •在VirtualLab中,探测器默认位于基板后面的空气中。 dla_uXtM6  
    •如果光栅包含在复杂的光学装置中,则必须这样做。 C~&E7w  
    •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。 Qc7*p]E&  
    •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)。 hIV9.{J  
    •可以避免这些干涉效应的不良影响。 %3`*)cp@  
    pr<u 5  
     
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