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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
    +`[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#u w^{n  
    - 矩形光栅界面 ]jrxrUl  
    - 过渡点列表界面 00TdX|V`  
    - 锯齿光栅界面 \mG M#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`S SpP  
    •注意:使用特殊类型的光栅,例如: 矩形形状, m$g^On  
        可直接选择特定的光路图。 1i2w<VG1  
    )T_ #X!  
    c,ek]dTj  
    oPBjsQ  
    光栅结构设置 </p.OaNe  
    •首先,必须定义基板(基块“Base Block”)的厚度和材料 -/?<@*n  
    '+wTrW m~j  
    •在VirtualLab中,光栅结构在所谓的堆栈(stack)中定义。 z w9r0bG  
    •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 R MXj)~4.  
    >S]')O$c  
    a QFHB!  
    ]^<~[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$54*J  
    •可以在光路编辑器(Light Path Editor)中更改此材质。 g:yK/1@Hk}  
    z?xd\x  
    •堆栈周期(Stack Period)允许控制整个配置的周期。 0P42C{>'w  
    •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 ?$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  
         %~~QXH\  
    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。 |d K-r  
    Hg4Ut/0  
    2k_Bo~.  
    c1i7Rc{q  
    高级选项和信息  f$3  
    •在传播菜单中,有几个高级选项可用。 `8I&(k<wLe  
    •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 9pXFC9  
    •可以设置总级次数或衰逝波级次数 F3q5!1  
        (evanescent orders)。  DWI!\lK  
    •如果考虑金属光栅,这项功能非常实用。 u8*0r{kOH  
    •相反,在介质光栅的情况下,默认设置就足够了。 ag6S"IXh  
    S<TfvQ\,"@  
    t%)L8%Jr  
         vd~O:=)4  
    •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 !E%!,  
    •层分解(Layer Decomposition)和过渡点分解(Transition Point Decomposition)设置可用于调整结构的离散化。 默认设置适用于几乎所有光栅结构。 39"'Fz?1  
    •此外,有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 bpkn[K"(  
    •分解预览(Decomposition Preview)按钮提供用于FMM计算的结构数据的描述。 折射率由色标表示。 J [1GP_  
    ;(V=disU/  
    QO8/?^d  
         &7 ,wdG  
    过渡点列表界面 aUnm9u r  
    •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 |l9AgwDg  
    •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 =xgW$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_*$`  
    •必须在周期化(Periodization)选项卡中设置此界面的周期。 T/H*Bo *=5  
    •此处,可以定义x方向和y方向的周期。 9DIGK\  
    •在这种情况下,可以忽略内部和外部定义区域的设置,因为接口的扩展已经被周期性边界条件截断。 M?,;TJ7Gd  
    vOqT Ld  
    dWI\VS9  
    )T>a|.  
    高级选项及信息 f~]5A%=cZ  
    •同样,可以在高级设置选项卡页面上调整和研究分解结构的数据。 8'zwy d3  
    y"2c; *7[{  
    lU\|F5O@#  
    8} U/fQ~  
    正弦光栅界面 7B'0(70  
    •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 "$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: Z I8p(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 aUd6 33  
    - 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 BsR xD9r  
    - 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  
     
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