+`[Sv%v&L 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。
<;"=ah7A y=`(`|YW}`
SZ){1Hu +Enff0 =+ 本用例展示了......
(LPc\\Vv •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构,例如:
1#uw^{n - 矩形光栅界面
]jrxrUl - 过渡点列表界面
00TdX|V` - 锯齿光栅界面
\mGM#E - 正弦光栅界面
9D21e(7X •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。
Hvk?(\x U$Z}<8 光栅工具箱初始化 N/=3Bs0y- •初始化
|g!#
\ - 开始
F4{<;4N0 光栅
p$<qT^]& 通用光栅光路图
TD9`SSpP
•注意:使用特殊类型的光栅,例如: 矩形形状,
m$g^On 可直接选择特定的光路图。
1i2w<VG1 )T_#X!
c,ek]dTj oPBjsQ 光栅结构设置 </p.OaNe •首先,必须定义基板(基块“Base Block”)的厚度和
材料。
-/?<@*n
'+wTrW m~j •在VirtualLab中,光栅结构在所谓的堆栈(stack)中定义。
z w9r0bG •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。
RMXj)~4. >S]')O$c
aQFHB! ]^<~[QK_C •例如,选择第一个界面上的堆栈。
7L"/4w e:<>
Yq+ 堆栈编辑器 J>35q'nN]F •在堆栈编辑器(Stack Editor)中,可以从目录中添加或插入界面。
cGKk2'v? •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。
7m:, -xp GAKJc\o
i2E7$[ - %|I 矩形光栅界面 RwWQ$Eb_s Qt 2hb •一种可能的界面是矩形光栅界面。
kF .b) •此类界面适用于简单二元结构的配置。
ZxQP,Ys_Y •在此示例中,由银制成的光栅位于
玻璃基板上。
~O6=dR
•为此,增加了一个平面界面,以便将光栅结构与基块分开。
%#~Wk|8} Q •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。
<5%We(3 uip]K{/A!e
9m{rQ P/ P9vROzXK 矩形光栅界面 cALs;)z •请注意:界面的顺序始终从基板表面开始计算。
\\JXY*DA:+ •所选界面在视图中以红色突出显示。
AP%h!b5v
9`AQsZ2 •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。
3$54*J •可以在光路编辑器(Light Path Editor)中更改此材质。
g:yK/1@Hk}
z?xd\x •堆栈周期(Stack Period)允许控制整个配置的周期。
0P 42C{>'w •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。
?$Pj[O^hl •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。
mf#oa~_ "5Mo%cUp
al/~ -/X-.#}-
F<[8!^l(z %~~Q XH\ 矩形光栅界面参数 m\yO/9{h1 •矩形光栅界面由以下参数定义
7+"X^$ - 狭缝宽度(绝对或相对)
Ad `IgZ - 光栅周期
0U'r ia:$ - 调制深度
Iu8=[F> •可以选择设置横向移位和旋转。
|dK-r Hg4Ut/0
2k_Bo~. c1i7Rc{q 高级选项和信息 f[w$3 •在传播菜单中,有几个高级选项可用。
`8I&(k<wLe •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。
9p XFC9 •可以设置总级次数或衰逝波级次数
F3q5!1 (evanescent orders)。
DWI!\lK •如果考虑金属光栅,这项功能非常实用。
u8*0r{kOH •相反,在介质光栅的情况下,默认设置就足够了。
ag6S"IXh S<TfvQ\,"@
t%)L8%Jr vd~O:=)4 •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。
!E%!, •层分解(Layer Decomposition)和过渡点分解(Transition Point Decomposition)设置可用于调整结构的离散化。 默认设置适用于几乎所有光栅结构。
39"'Fz?1 •此外,有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。
bpkn[K"( •分解预览(Decomposition Preview)按钮提供用于FMM计算的结构数据的描述。 折射率由色标表示。
J [1GP_ ;(V=disU/
QO8/?^d &7 ,wdG 过渡点列表界面 aUnm9ur •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。
|l9AgwDg •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。
=xgW$c/yB •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。
}~7>S5
}V 1sY^C ;BqX=X+# 过渡点列表参数 ZrTq)BZ •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。
Z5\6ca •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。
"-a>Uj")% 8)i\d`
?mV[TM{p ]SQ_*$` •必须在周期化(Periodization)选项卡中设置此界面的周期。
T/H*Bo*=5 •此处,可以定义x方向和y方向的周期。
9DIG K\ •在这种情况下,可以忽略内部和外部定义区域的设置,因为接口的扩展已经被周期性边界条件截断。
M?,;TJ7Gd vOqT Ld
dWI\VS 9 )T>a|. 高级选项及信息 f~]5A%=cZ •同样,可以在高级设置选项卡页面上调整和研究分解结构的数据。
8'zwyd3 y"2c; *7[{
lU\|F5O@# 8}U/fQ~ 正弦光栅界面 7B'0(70 •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。
"$WZd •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。
|_O1V{Q= •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料:
ZI8p(e - 脊的材料:基板的材料
46mu,v - 凹槽材料:光栅前面的材料
I!bG7;=_ L|c01
6ds&n#n cM55
vVd 正弦光栅界面参数 aUd633 - 正弦光栅界面也由以下参数定义:
Ngg (<ZN •光栅周期
z8gp<5= •调制深度
WhkE&7Gk - 可以选择设置横向移位和旋转。
o<x2,uT - 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。
Z!*Wn`d-k 9;:Lf
?A]:`l_" b6#V0bDXHD 高级选项和信息 J&lQ,T!?B •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。
Jr#ptf"Wu grv 3aa@
Zu5`-[mw UA{A G; 高级选项及信息 eQMY3/# •如果增加层数(例如,增加2倍),则离散化变得光滑。
,UY],;ib (;!&RZ
p`Ax)L\f 锯齿光栅界面 d
kPfdK}G •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。
:[,n`0lH •此界面允许配置闪耀结构的光栅。
y%43w4 •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料:
SC'fT! - 脊的材料:基板的材料
kGCd!$fsk - 凹槽材料:光栅前面的材料
\vKMNk;kz C]{43
,*Sj7qb# T'FRnC^~ 锯齿光栅界面参数 FLi)EgZXt •锯齿光栅界面也由以下参数定义:
B1 'Ds - 光栅周期
BsRxD9r - 调制深度
?FD^S~bz- •此外,闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。
j:rGFd •可以选择设置横向移位和旋转。
|[C3_'X •由于这是光栅界面(类似矩形和正弦型),因此不必选择周期。
Rs7=v2>I cu.f]'
4h?[NOA" Xn4U!<RT" 高级选项和信息 qY0p)`3!% •同样,可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。
{i3]3V"Xp
nT9B?P> 探测器位置的注释 sAWUtJ 关于探测器位置的注释 UP^{'eh •在VirtualLab中,探测器默认位于基板后面的空气中。
v 6Tz7 •如果光栅包含在复杂的
光学装置中,则必须这样做。
:4/RB%)" •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。
rD
fUTfv|Q •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)。
9tWu>keu •可以避免这些干涉效应的不良影响。
"\Z.YZUa\
e%SQ~n=H 9