'&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();tsWqc •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.M1@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 lquLT6]
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,|k ao:
#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。
1mJHued=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>V5dEbx' •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.YA2mr •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 $8FUfJ1@ 高级选项及信息 /O9EQ Pm( •同样,可以在高级设置选项卡页面上调整和研究分解结构的数据。
@XVTU cnLro
Wjc'*QCPl ,vDbp?)'U 正弦光栅界面 ##{taR8 •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。
y)*RV;^ •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。
<uJ@:oWG7 •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料:
ctUp=po - 脊的材料:基板的材料
Y$zSQ_k;U - 凹槽材料:光栅前面的材料
P* o9a @@%ataUSBT
$J2Gf(RU 0aAoV0fMDz 正弦光栅界面参数 =T_g}pu - 正弦光栅界面也由以下参数定义:
ME dWLFf •光栅周期
Ls%MGs9PI •调制深度
#b`ke/P - 可以选择设置横向移位和旋转。
u4j5w - 由于这是光栅界面(类似于矩形和锯齿借口),因此不必选择周期。
b]y2+A.n M?qy(zb
M`>E|"< % `3jL7| 高级选项和信息 "]dI1 g_ •同样,可以在高级设置选项卡中调整和研究分解结构的数据。
]{iQ21`a- f<H2-(m
VE24ToI?W" MJvp6n 高级选项及信息 #F#%`Rv1 •如果增加层数(例如,增加2倍),则离散化变得光滑。
RpF&\x> PM+[,H
=fbWz 锯齿光栅界面 Dj +f]~ •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。
%LV9=!w •此界面允许配置闪耀结构的光栅。
&vJH$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
Y7aqO5 - 凹槽材料:光栅前面的材料
TN.rrop`#g pGZ8F
xUvs: "#] $r 锯齿光栅界面参数 !?XC1xe~R •锯齿光栅界面也由以下参数定义:
. ^u,. - 光栅周期
xmG<]WF>E - 调制深度
-%~4W? •此外,闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。
NgwbQ7) •可以选择设置横向移位和旋转。
VnzZTGs •由于这是光栅界面(类似矩形和正弦型),因此不必选择周期。
(=$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。
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