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    [技术]使用界面配置光栅结构 [复制链接]

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    离线infotek
     
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    光币
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    光券
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-01-11
    Y|iALrx  
    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。 FVcoo V  
    ztS'Dp}q<  
    G" Fd]'  
    rx#\Dc}  
    本用例展示了...... ^m:?6y_uw  
    •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构,例如: BqKh&m  
    - 矩形光栅界面 \YBY"J  
    - 过渡点列表界面 8^N"D7{mO  
    - 锯齿光栅界面 +H L]t'UEg  
    - 正弦光栅界面 `cr.C|RT:  
    •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 ;2;Kq)j_=  
    z_J"Qk  
    光栅工具箱初始化 i'%:z]hp9  
    •初始化 yVM 1W"Q  
    -  开始 AcYL3  
    光栅 (HkMubnqg  
    通用光栅光路图 0 .dSP$e  
    •注意:使用特殊类型的光栅,例如: 矩形形状, s^$zO p9  
        可直接选择特定的光路图。 eS jXaZh  
    AjZ@hid  
    `?VB)  
    * 5#Y [c  
    光栅结构设置 bg)yl iX  
    •首先,必须定义基板(基块“Base Block”)的厚度和材料 #9Z*.  
    /*lSpsBn  
    •在VirtualLab中,光栅结构在所谓的堆栈(stack)中定义。 bewi.$E{  
    •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 &4yI]  
    *Gm%Dn  
    PU^Z7T);  
    GIDC'  
    •例如,选择第一个界面上的堆栈。 X] /r'Tz  
    kN>AY'1  
    堆栈编辑器 $vdGkz@6  
    •在堆栈编辑器(Stack Editor)中,可以从目录中添加或插入界面。 jv]:`$}G\  
    •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。 mYN|)QVKy  
    fV_(P_C  
    H0s,tTK8  
    y@G5I>v  
    矩形光栅界面 7@m  
    S3Tww]q  
    •一种可能的界面是矩形光栅界面。 W&6P%0G/  
    •此类界面适用于简单二元结构的配置。 g4I&3 M  
    •在此示例中,由银制成的光栅位于玻璃基板上。 d]k >7.  
    •为此,增加了一个平面界面,以便将光栅结构与基块分开。 Kl$!_$  
    •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。 *IGgbg[0  
    K{HRjNda#  
    - iS\3P.  
    8+uwzBNZ:  
    矩形光栅界面 0@t/j<5o  
    •请注意:界面的顺序始终从基板表面开始计算。 gBq,So  
    •所选界面在视图中以红色突出显示。 ewk62 {  
    UtiS?w6  
    •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。 pscCXk(|A`  
    •可以在光路编辑器(Light Path Editor)中更改此材质。 fdN-Zq@'  
    y^:g"|q  
    •堆栈周期(Stack Period)允许控制整个配置的周期。 hsljJvs  
    •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 A[ZJS   
    •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。 ^;$f-e  
    2HMlh.R(C  
    t}`|\*a  
    | 9!3{3  
    OlFls 8#>  
         rsvZi1N4w$  
    矩形光栅界面参数 PS@` =Z  
    •矩形光栅界面由以下参数定义 . dVo[m;  
    - 狭缝宽度(绝对或相对) %"DEgI P  
    - 光栅周期 u /cL[_Q  
    - 调制深度 v/Z}|dT"  
    •可以选择设置横向移位和旋转。 U\ y?P:yy  
    S0g5Ym ia  
    ![:S~x1  
    3`k 1  
    高级选项和信息 7##nY3",^  
    •在传播菜单中,有几个高级选项可用。 "a6 wd  
    •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 ZQnJTS+Rd  
    •可以设置总级次数或衰逝波级次数 M:nXn7)+  
        (evanescent orders)。 ZqkP# ]+Y'  
    •如果考虑金属光栅,这项功能非常实用。 I [0od+K  
    •相反,在介质光栅的情况下,默认设置就足够了。 n\.K:t[:  
    7 4aap2^  
    ev#d1s|<S  
         QM9~O#rL  
    •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 qw0tw2|  
    •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。 czb(&><  
    •此外,有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 b2H!{a"  
    •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。 ^Q4w<sX'  
    9ToM5oQ  
    lyIstfRh15  
         @C7S^|eo  
    过渡点列表界面  #d*mG =  
    •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 * C~  
    •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 |RwD]2H  
    •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。 ay'= M`uO_  
    rNqJL_!  
    pt(GpbtWK  
    过渡点列表参数 YurK@Tq7  
    •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 X`:(-3T  
    •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。 ,^,Vq]$3  
    L1Fn;nR  
    2ADUJ  
         <hdR:k@ #  
    •必须在周期化(Periodization)选项卡中设置此界面的周期。 )wpBxJ;dB}  
    •此处,可以定义x方向和y方向的周期。 0[T!}F^%e  
    •在这种情况下,可以忽略内部和外部定义区域的设置,因为接口的扩展已经被周期性边界条件截断。 ZHICpL  
    W&z.O  
    Gc4N)oq)}b  
    h^~eTi;c]Q  
    高级选项及信息 A T+|}B!  
    •同样,可以在高级设置选项卡页面上调整和研究分解结构的数据。 H4KwbTT"+  
    _xAdvr' W  
    8:$kFy\A'  
    7u!R 'D  
    正弦光栅界面 |vTirZP  
    •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 *0l^/jqn:  
    •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 W}WGg|ug  
    •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: 2[9hl@=%  
    - 脊的材料:基板的材料 ?O\n!c  
    - 凹槽材料:光栅前面的材料 o&;+!Si@T  
    emw3cQ  
    z.]t_`KuF9  
         ]Vl * !,(i  
    正弦光栅界面参数 0$}+tq+  
    - 正弦光栅界面也由以下参数定义: Kdx?s;i  
    •光栅周期 ECg/ge2  
    •调制深度 6peO9]Zy  
    - 可以选择设置横向移位和旋转。 5^GUuFt5m  
    - 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。 cm-cwPAh  
    OjE wJ$$  
    .4_EaQ;jX  
         6g@j,iFy  
    高级选项和信息 HHWB_QaL  
    •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。 ',kYZay  
    V{{b^y  
    sUfH1w)0  
    uzho>p[ae  
    高级选项及信息 twNZ^=SGr  
    •如果增加层数(例如,增加2倍),则离散化变得光滑。 }n:'@}  
    9!_`HE+(XJ  
    1reJ7b0  
    锯齿光栅界面 YmB z$  
    •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 N: d`L+tcc  
    •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 cEve70MV  
    •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: bH3-#mw5w  
    - 脊的材料:基板的材料 22}J.'Zb  
    - 凹槽材料:光栅前面的材料 9"=:\PE  
    d@7 ]=P:  
    tE3!;  
    o`M7:8G  
    锯齿光栅界面参数 8.{5c6G  
    •锯齿光栅界面也由以下参数定义: !wJ~p:vRdY  
    - 光栅周期 'Xxt[Jy  
    - 调制深度 ) (PA:j  
    •此外,闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 8!b#ez   
    •可以选择设置横向移位和旋转。 L:XnW 1(Or  
    •由于这是光栅界面(类似矩形和正弦型),因此不必选择周期。 Xv]O1fcI  
    t$]lK6  
    s$ &:F4=?  
         IObGmc  
    高级选项和信息 ]hS4'9lD  
    •同样,可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 ,K+K`"Oy  
    B3c rms['  
    探测器位置的注释 c:>&Bg&,6T  
    关于探测器位置的注释 8"N<g'Yl,  
    •在VirtualLab中,探测器默认位于基板后面的空气中。 &P&M6v+  
    •如果光栅包含在复杂的光学装置中,则必须这样做。 hG uRV|`  
    •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。 zp!{u{  
    •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)。 p#qQGJe  
    •可以避免这些干涉效应的不良影响。 9y>dDNM\<  
    DNLqipUw  
     
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