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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
    '&b+R`g'  
    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。 m&3xJuKih  
    * ;FdD{+  
    pb,d'z\S  
    tH4B:Bgj!  
    本用例展示了...... -9?]IIVb  
    •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构,例如: R=?[Nz  
    - 矩形光栅界面 }@)[5N# A|  
    - 过渡点列表界面 ;'1d1\wiDQ  
    - 锯齿光栅界面 o8MZiU1Xf  
    - 正弦光栅界面 BgT*icd8d  
    •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 UiNP3TJ'L  
    :`sUt1Fw.  
    光栅工具箱初始化 Id9TG/H7  
    •初始化 EU#^7  
    -  开始 -Y8B~@]P?  
    光栅 4+tEFxvX&  
    通用光栅光路图 Z\sDUJ  
    •注意:使用特殊类型的光栅,例如: 矩形形状, l]SX@zTb  
        可直接选择特定的光路图。 XjBD{m(  
    |s_GlJV.  
    Z_NCD`i;  
    fP1! )po  
    光栅结构设置 :4|4=mkr  
    •首先,必须定义基板(基块“Base Block”)的厚度和材料 \U_@S.  
    y();tsW qc  
    •在VirtualLab中,光栅结构在所谓的堆栈(stack)中定义。 (@YG~ 0  
    •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 -?a 26o%e  
    &^nGtW%a 9  
    W+* V)tf  
    MQ2_`pi  
    •例如,选择第一个界面上的堆栈。 \M-OC5fQv  
    ="e+W@C  
    堆栈编辑器 HaYo!.(Fv  
    •在堆栈编辑器(Stack Editor)中,可以从目录中添加或插入界面。 Q2> gU#  
    •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。 .+qpk*V\  
    5V-I1B&  
    5r0YA IJ  
    mkpMfPt  
    矩形光栅界面 -\MG}5?!  
    I1J-)R+  
    •一种可能的界面是矩形光栅界面。 GvAb`c=  
    •此类界面适用于简单二元结构的配置。 O.M 1@w]  
    •在此示例中,由银制成的光栅位于玻璃基板上。 Y/oHu@ _  
    •为此,增加了一个平面界面,以便将光栅结构与基块分开。 x1a:u  
    •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。 qP ,EBE  
    lq uLT6]  
    nt<]d\o0  
    &,/ S`ke=  
    矩形光栅界面 TA\vZGJ('  
    •请注意:界面的顺序始终从基板表面开始计算。 MK*r+xfSae  
    •所选界面在视图中以红色突出显示。 (k P9hcV  
    {`_i`  
    •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。 +7a6*;\ y  
    •可以在光路编辑器(Light Path Editor)中更改此材质。 4ppz,L,4  
    F"kAkX>3}  
    •堆栈周期(Stack Period)允许控制整个配置的周期。 @6]JIJE  
    •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 K NOIZj   
    •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。 /kG_*>.Z  
    n+p }\msH  
    u&e~1?R  
    Fzcwy V   
    =MWHJ'3-/  
         sos5Y}  
    矩形光栅界面参数 CGFDqCNr-  
    •矩形光栅界面由以下参数定义 `@%LzeGz  
    - 狭缝宽度(绝对或相对) 7$#u  
    - 光栅周期 L50n8s  
    - 调制深度 (At$3b6  
    •可以选择设置横向移位和旋转。 8,|kao:  
    #Q5o)x  
    )PZT4jTt  
    SfR%s8c`  
    高级选项和信息 j1Ezf=N6`  
    •在传播菜单中,有几个高级选项可用。 w(F%^o\  
    •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 1mJ Hued=6  
    •可以设置总级次数或衰逝波级次数 d5-qZ{W  
        (evanescent orders)。 3gzXbP,  
    •如果考虑金属光栅,这项功能非常实用。 @]0%L0u  
    •相反,在介质光栅的情况下,默认设置就足够了。 M\=2uKG#  
    |?9HU~B  
    ( 5~h"s  
         @nf`Gw ;  
    •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 DwF hK*  
    •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。 V )4J`xg^  
    •此外,有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 31)&vf[[  
    •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。 b Zt3|  
    vSh`&w^*  
    h];I{crh  
         8Y?;x}  
    过渡点列表界面 ^@]3R QB  
    •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 ]^]wP]R_  
    •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 ce(#2o&`  
    •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。 P;*(hY5&  
    V.Mry`9-  
    %)n=x ne  
    过渡点列表参数 8>V5d Ebx'  
    •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 05[SC}MCA  
    •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。 11lsf/IP  
    v,t:+ !8  
    v0y(58Rz.  
         j.YA 2mr  
    •必须在周期化(Periodization)选项卡中设置此界面的周期。 ntY]SK%Z  
    •此处,可以定义x方向和y方向的周期。 KlqY@Xt  
    •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。 OJxl<Q=z  
    9FX-1,Jx  
    <vP=zk  
    $8FUfJ1@  
    高级选项及信息 /O9EQPm(  
    •同样,可以在高级设置选项卡页面上调整和研究分解结构的数据。 @XVTU  
    cnLro  
    Wjc'*QCPl  
    ,vDbp?)'U  
    正弦光栅界面 ##{taR8  
    •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 y)*RV;^  
    •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 <uJ@:oWG7  
    •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: ctUp=po  
    - 脊的材料:基板的材料 Y$zSQ_k;U  
    - 凹槽材料:光栅前面的材料 P*o9a  
    @@%ataUSBT  
    $J2Gf(RU  
         0aAoV0fMDz  
    正弦光栅界面参数 =T_g}pu  
    - 正弦光栅界面也由以下参数定义: ME dWLFf  
    •光栅周期 Ls%MGs9PI  
    •调制深度 #b`k e/P  
    - 可以选择设置横向移位和旋转。 u4j5w  
    - 由于这是光栅界面(类似于矩形和锯齿借口),因此不必选择周期。 b]y2+A.n  
    M?qy(zb  
    M`>E|" <  
         % `3jL7|  
    高级选项和信息 "]dI1 g_  
    •同样,可以在高级设置选项卡中调整和研究分解结构的数据。 ]{iQ21`a-  
    f<H2-(m  
    VE24ToI?W"  
    MJvp6n  
    高级选项及信息 #F#%`Rv1  
    •如果增加层数(例如,增加2倍),则离散化变得光滑。 RpF&\x>  
    PM+[,H  
    =fbWz  
    锯齿光栅界面 Dj+f]~  
    •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 %LV9=!w  
    •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 &vJH$R  
    •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: ]! dTG  
    - 脊的材料:基板的材料 Y 7aqO5  
    - 凹槽材料:光栅前面的材料 TN.rrop`#g  
    pGZ8F  
    xU vs:  
    "#]$r  
    锯齿光栅界面参数 !?XC1xe~R  
    •锯齿光栅界面也由以下参数定义: . ^u,.  
    - 光栅周期 xmG<]WF>E  
    - 调制深度 -%~4W?  
    •此外,闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 Ngwb Q7)  
    •可以选择设置横向移位和旋转。 VnzZTG s  
    •由于这是光栅界面(类似矩形和正弦型),因此不必选择周期。 ( =$ x.1  
    G"6 !{4g  
    zTp"AuNHN  
         _+,TT['57s  
    高级选项和信息 Rv=YFo[B  
    •同样,可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 ~zgGa:uU  
    y*? Jui Q  
    探测器位置的注释 yuVs YV@"  
    关于探测器位置的注释 ?(PKeq6  
    •在VirtualLab中,探测器默认位于基板后面的空气中。 IcEdG(  
    •如果光栅包含在复杂的光学装置中,则必须这样做。 =I4lL]>  
    •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。 d1*<Ll9K  
    •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)。 TV:9bn?r)  
    •可以避免这些干涉效应的不良影响。 n?Q|)2 2  
    >7FHo-H/T  
     
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