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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
    I51M}b,[d  
    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。 `9:v*KuM#R  
    g:;Ya?5N  
    =[APMig,n  
    $,g 3*A  
    本用例展示了......  5=*@l  
    •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构,例如: [GOX0}$?  
    - 矩形光栅界面 Gi;9 S  
    - 过渡点列表界面 py}.00it  
    - 锯齿光栅界面 {7/A  
    - 正弦光栅界面 AUu5g  
    •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 Ja^7$WY  
    'T6B_9GQ8  
    光栅工具箱初始化 IruyE(;HS  
    •初始化 O\3r%=TF  
    -  开始 -`,~9y;tx  
    光栅 &Jrq5Q C  
    通用光栅光路图 _!| =AIX  
    •注意:使用特殊类型的光栅,例如: 矩形形状, t*eleNYeS~  
        可直接选择特定的光路图。 ^u=PdBY  
    W<Bxm|  
    :v|r=#OI  
    *;>V2!N=U  
    光栅结构设置 3we.*\2$  
    •首先,必须定义基板(基块“Base Block”)的厚度和材料 3- 4Nad  
    WT;.>F  
    •在VirtualLab中,光栅结构在所谓的堆栈(stack)中定义。 u Eu6f  
    •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 +#^sy>  
    0F-mROC=F  
    "cIGNTLFA  
    v$qpcu#o  
    •例如,选择第一个界面上的堆栈。 {vf+sf ^^q  
    8L%%eM_O  
    堆栈编辑器 6z1aG9G  
    •在堆栈编辑器(Stack Editor)中,可以从目录中添加或插入界面。 K<Yn_G  
    •VirtualLab的目录提供了几种类型的界面。 所有界面都可以用来定义光栅。 WHZe)|n  
    C}t+t  
    d#X&Fi   
    ,Zf :R  
    矩形光栅界面 \VoB=Ac&  
    ex0 kb  
    •一种可能的界面是矩形光栅界面。 =1V>Vd?8.  
    •此类界面适用于简单二元结构的配置。 %4QoF  
    •在此示例中,由银制成的光栅位于玻璃基板上。 j+z'  
    •为此,增加了一个平面界面,以便将光栅结构与基块分开。 Dx p>  
    •在堆栈编辑器的视图中,根据折射率(黑暗表示更高),其他颜色表示不同的材料。 GapX$Jb,p  
    >cvE_g"?C  
    I{i:B  
    gOBj0P8s|}  
    矩形光栅界面 M6@'9E]|>  
    •请注意:界面的顺序始终从基板表面开始计算。 <k!mdj)  
    •所选界面在视图中以红色突出显示。 5n&)q=jk=  
    &>+I7Ts]  
    •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{C6)  
    •可以在光路编辑器(Light Path Editor)中更改此材质。 S,d ngb{  
    EF*oPn0|  
    •堆栈周期(Stack Period)允许控制整个配置的周期。 B^Rw?: hN  
    •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 ,qBnqi[  
    •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。 )]0[`iLe  
    < -@,  
    LaEX kb*s  
    XL"v21X  
    A?6{  
         [[.&,6  
    矩形光栅界面参数 F3H:I"4  
    •矩形光栅界面由以下参数定义 rFt,36#  
    - 狭缝宽度(绝对或相对) b.w(x*a  
    - 光栅周期 pw(U< )  
    - 调制深度 Vsm%h^]d  
    •可以选择设置横向移位和旋转。 #XYLVee,  
    2V=FWuXC"  
    q;Ar&VrlNq  
    (e bBH  
    高级选项和信息 g0; &/;"  
    •在传播菜单中,有几个高级选项可用。 g:uaI  
    •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 ],fwZd[t  
    •可以设置总级次数或衰逝波级次数 I;kUG_c(4  
        (evanescent orders)。 a|] %/[G@  
    •如果考虑金属光栅,这项功能非常实用。 Aoy1<8WP%  
    •相反,在介质光栅的情况下,默认设置就足够了。 7E\K!v_  
    bH)8UQR%  
    w# gU1yu  
         l9ch  
    •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 O>o}<t7  
    •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。 b;~EJ  
    •此外,有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 5@r_<J<>  
    •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。 E&T'U2  
    .SKNIct M  
    ]y)R C-N  
         >X\s[d&(  
    过渡点列表界面 kp<}  
    •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 c5mhl;+'  
    •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 8wH41v67F  
    •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。 _n Iqy&<  
    v|,[5IY  
    7}iewtdy,  
    过渡点列表参数 EU&3Pdnd  
    •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 bTo@gJk n  
    •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。 :vgh KI  
    GqK&'c   
    P/1UCITq}  
         '@}?NV0  
    •必须在周期化(Periodization)选项卡中设置此界面的周期。 e$xv[9  
    •此处,可以定义x方向和y方向的周期。 u`H@Q&(^wa  
    •在这种情况下,可以忽略内部和外部定义区域的设置,因为接口的扩展已经被周期性边界条件截断。 &:e}4/G  
    OV@h$fg  
    ]`i@~Z h\  
    @D=2Er\  
    高级选项及信息 PE6u8ZAb"  
    •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。 {p lmFV  
    luxKgcU  
    >-tH&X^  
    w or'=byh\  
    正弦光栅界面 KiRt'  
    •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 Rcx'a:k  
    •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 GYb2m"a)  
    •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: >. nt'BQ  
    - 脊的材料:基板的材料 Rp%\`'+Xz  
    - 凹槽材料:光栅前面的材料 % OfDTs  
    e5/ DCz  
    Mbi+Vv-  
         >"$-VY6i  
    正弦光栅界面参数 /CQQ^/  
    - 正弦光栅界面也由以下参数定义: x8rFMR#S=  
    •光栅周期 4Z T  
    •调制深度 (+Nmio  
    - 可以选择设置横向移位和旋转。 XL&eJ  
    - 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。 Fi3(glgd-  
    \$\(9!=  
    [m+O0VK$  
         "a`0w9Mm}  
    高级选项和信息 !L.z4n,n+  
    •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。 OD@A+"  
    'JKvy(n>  
    #O974f8  
    @Q1F#IU  
    高级选项及信息 CbvL X="%  
    •如果增加层数(例如,增加2倍),则离散化变得光滑。 O/r<VT Op  
    qx<zX\qI6n  
    <x;[ H%  
    锯齿光栅界面 3SB7)8Id1  
    •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 Kmf-l*7}  
    •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 _<~Vxz9  
    •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: 4}YT@={g}  
    - 脊的材料:基板的材料 >_% g8T'  
    - 凹槽材料:光栅前面的材料 P}u<NPy3Q  
    Ex&RR< 5  
    jnLu|W&  
    Mn{Rg>X  
    锯齿光栅界面参数 JI; i1@| b  
    •锯齿光栅界面也由以下参数定义: c94PWPU  
    - 光栅周期 /n}V7  
    - 调制深度 fq!6#Usf;i  
    •此外,闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 eOmxA<h  
    •可以选择设置横向移位和旋转。 M@z/ gy^  
    •由于这是光栅界面(类似矩形和正弦型),因此不必选择周期。 gR6T]v  
    o;-! ?uJ  
    {1&,6kJF&9  
         W p* v Vv  
    高级选项和信息 >t<R6f_Q0  
    •同样,可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 qhGhUyNX  
    Xwq2;Bq  
    探测器位置的注释 fOfz^W  
    关于探测器位置的注释 zW&O>H  
    •在VirtualLab中,探测器默认位于基板后面的空气中。 3~09)0"!d  
    •如果光栅包含在复杂的光学装置中,则必须这样做。 'GO..m"G  
    •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。 IIEU{},}z  
    •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)。 2Yf;b9-k  
    •可以避免这些干涉效应的不良影响。 !Y i<h/:  
    "_}D{ws1  
     
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