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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
    k',#T932x1  
    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。 3T= ?!|e  
    [X%Wg:K  
    QhJuH_f 0  
    hE;|VSdo  
    本用例展示了...... BI|TM2oa  
    •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构,例如: )yt_i'D}  
    - 矩形光栅界面  3cA '9  
    - 过渡点列表界面 .}c&" L;W  
    - 锯齿光栅界面 zCe[+F  
    - 正弦光栅界面 \V_ Tc`  
    •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 L[cP2X]NQ  
    @dyh: 2!  
    光栅工具箱初始化 WbWEgd%8.  
    •初始化 qI%X/'  
    -  开始 T! ww3d  
    光栅 xjy(f~'  
    通用光栅光路图 rk-GQ#SKU  
    •注意:使用特殊类型的光栅,例如: 矩形形状, sW,JnR  
        可直接选择特定的光路图。 W>j@E|m$  
    sx n{uRF  
    #I"s{*  
    -hY@r 7y  
    光栅结构设置 `oU|U!|  
    •首先,必须定义基板(基块“Base Block”)的厚度和材料 5~[m]   
    SaIY-PC  
    •在VirtualLab中,光栅结构在所谓的堆栈(stack)中定义。 |JLXgwML  
    •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 q|g>;_  
    x^7 9s_h5  
    {[)n<.n[g  
    ^~;"$=Wf  
    •例如,选择第一个界面上的堆栈。 ictV7)  
    )`BKEa f  
    堆栈编辑器 }n( ?|  
    •在堆栈编辑器(Stack Editor)中,可以从目录中添加或插入界面。 !$hi:3{U ,  
    •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。 1{A K=H')  
    o/6VOX  
    SU5O+;{`'  
    EeR}34  
    矩形光栅界面 \c}pzBFd  
    WDi2m"  
    •一种可能的界面是矩形光栅界面。 PbnAY{J  
    •此类界面适用于简单二元结构的配置。 ph$ vP;}  
    •在此示例中,由银制成的光栅位于玻璃基板上。 FuM:~jv  
    •为此,增加了一个平面界面,以便将光栅结构与基块分开。 ;pw9+zo ^M  
    •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。 neQ~h4U"  
    {2)).g  
    P~M[i9 V  
    f_2(`T#  
    矩形光栅界面 hv`I`[/J  
    •请注意:界面的顺序始终从基板表面开始计算。 +BVY9U?\"  
    •所选界面在视图中以红色突出显示。 Za,myuI+  
    aJ QzM  
    •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。 X'88W-  
    •可以在光路编辑器(Light Path Editor)中更改此材质。 n?778Wo}  
    2?{'(i ay  
    •堆栈周期(Stack Period)允许控制整个配置的周期。 .e5d#gE0  
    •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 edo+ o{^  
    •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。 aaP6zJXi  
    !FwNq'Q8$  
    f`)*bx  
    U&ytZ7iB  
    J&iSS9c  
         pMJm@f  
    矩形光栅界面参数 u M\5GK  
    •矩形光栅界面由以下参数定义 fy$?~Ji &  
    - 狭缝宽度(绝对或相对) O0FUJGuTS  
    - 光栅周期 ,+ 5:}hR+  
    - 调制深度 UiVGOQq  
    •可以选择设置横向移位和旋转。 +0?1"2  
    ez5J+  
    6?Kl L [~  
    l/,la]!T  
    高级选项和信息  o*Xfgc  
    •在传播菜单中,有几个高级选项可用。 p|(SR~;6  
    •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 _RIlGs\.  
    •可以设置总级次数或衰逝波级次数 SK#&%Yk  
        (evanescent orders)。 XF+4*),  
    •如果考虑金属光栅,这项功能非常实用。 QWnGolN  
    •相反,在介质光栅的情况下,默认设置就足够了。 @mJ~?d95v  
    yM`u]p1  
    Vm[F~2+HX  
         L+*:VP6WD  
    •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 8ok=&Gq4  
    •层分解(Layer Decomposition)和过渡点分解(Transition Point Decomposition)设置可用于调整结构的离散化。 默认设置适用于几乎所有光栅结构。 OIJT~Z}  
    •此外,有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 @H<*|3J  
    •分解预览(Decomposition Preview)按钮提供用于FMM计算的结构数据的描述。 折射率由色标表示。 h!ogH >S~  
    51`&%V{daL  
    r^a:s]  
         LRg]'?  
    过渡点列表界面 t>AOF\  
    •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 [}M!ez  
    •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 @TQ/Z$y  
    •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。 qY$ [2]  
    WrSc@j&Ycv  
    ,zdGY]$  
    过渡点列表参数 }lDX3h  
    •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 ggL/7I(  
    •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。 .$H"j>  
    |g.CS$'#Nt  
    4g"%?xN  
         YrJUs]A  
    •必须在周期化(Periodization)选项卡中设置此界面的周期。 "V(P)_  
    •此处,可以定义x方向和y方向的周期。 .>eRX%  
    •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。 )A xD|A  
    p#{y9s4h  
    !6 L!%Oi  
    9(J,&)J  
    高级选项及信息 Q3(ulgl]  
    •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。 tsJR:~  
    u5Vgi0}A  
    tj'~RQvO  
    ,f2oO?L}  
    正弦光栅界面 Q"ZpT  
    •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 4~&3.1  
    •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 W} i6{ Vh  
    •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: 0cE9O9kE  
    - 脊的材料:基板的材料 rHTZM,zM=H  
    - 凹槽材料:光栅前面的材料 6e rYjq  
    cZQ8[I  
    9xO@_pkX  
         @ <{%r  
    正弦光栅界面参数 aTTkj\4  
    - 正弦光栅界面也由以下参数定义: 2t9UJu4  
    •光栅周期 w8w0:@0(  
    •调制深度 (0 H=f6N  
    - 可以选择设置横向移位和旋转。 S )rr  
    - 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。 CYLab5A  
    [9${4=Kq  
    jel:oy|_  
         -dixiJ=  
    高级选项和信息 Ba@~:  
    •同样,可以在高级设置选项卡中调整和研究分解结构的数据。 %*}rLn"?  
    `z\hQ%1!F  
    ["<Xh0_  
    o 2 Nu@^+  
    高级选项及信息 :31_WJ^  
    •如果增加层数(例如,增加2倍),则离散化变得光滑。 "t&=~eOe3  
    !i)!|9e  
    !:!(=(4$P  
    锯齿光栅界面 AN Fes*8j  
    •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 AQUAQZc  
    •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 (|K+1R  
    •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: !iKW1ks  
    - 脊的材料:基板的材料 Jg;[k  
    - 凹槽材料:光栅前面的材料 x<gmDy*  
    7b[s W|{  
    {&,p<5o  
    GIM/T4!)  
    锯齿光栅界面参数 2L~Vr4eHG  
    •锯齿光栅界面也由以下参数定义: 7]vmtlL  
    - 光栅周期 QQS*r}>  
    - 调制深度 VGc*aQYa  
    •此外,闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 q*UHzE:LI  
    •可以选择设置横向移位和旋转。 miaH,hm  
    •由于这是光栅界面(类似矩形和正弦型),因此不必选择周期。 ] #@:VR  
    /e0B$UymFu  
    T;92M}\  
         v:P]o9Oj8  
    高级选项和信息 >+a\BK"k  
    •同样,可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 R%WY!I8C  
    %]_: \!  
    探测器位置的注释 JB~^J5#[Oh  
    关于探测器位置的注释 +Ww] %`_  
    •在VirtualLab中,探测器默认位于基板后面的空气中。 $Y|OGZH8E  
    •如果光栅包含在复杂的光学装置中,则必须这样做。 _d@YLd78P  
    •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。 H%O\4V2s  
    •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)。 9r].rzf9  
    •可以避免这些干涉效应的不良影响。 T/3LJGnY  
    8OZj24*'DS  
     
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