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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
    :Sd iG=t  
    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。 8DP] C9  
    sKI{AHJ?X  
    p+ bT{:  
    ril4*$e7^\  
    本用例展示了...... Y-Gqx  
    •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构,例如: zQQ=8#]  
    - 矩形光栅界面 V8.o}BWY  
    - 过渡点列表界面 A~Ov(  
    - 锯齿光栅界面 'm,3znX!c  
    - 正弦光栅界面 ZkZTCb`/l  
    •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 (:]on^|  
    E/</  
    光栅工具箱初始化 P~y%  
    •初始化 B2PjS1z2  
    -  开始 5g3D}F>OJ  
    光栅 !!4` #Z0+#  
    通用光栅光路图 & A%*sD6  
    •注意:使用特殊类型的光栅,例如: 矩形形状, - W5ml @  
        可直接选择特定的光路图。 rmOcA  
    ~;A36M-[.  
    \,i?WgWv  
    l |c#  
    光栅结构设置 E6  2{sA^  
    •首先,必须定义基板(基块“Base Block”)的厚度和材料 ,Mp/Y>f  
    QVVR_1Q  
    •在VirtualLab中,光栅结构在所谓的堆栈(stack)中定义。 CfoT$g  
    •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 Q^qdm5}UkW  
    YVMwb@|  
    h`0'27\C  
    dd +%d  
    •例如,选择第一个界面上的堆栈。 rG _T!']~  
    <TL!iM  
    堆栈编辑器 e==}qQ  
    •在堆栈编辑器(Stack Editor)中,可以从目录中添加或插入界面。 '7UW\KEB[}  
    •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。 Qb}1tn)  
    G G]4g)O5  
     *TEgV  
    WxB}Uh  
    矩形光栅界面 #3l&N4/  
    i1"4z tZ  
    •一种可能的界面是矩形光栅界面。 A3VXh^y+  
    •此类界面适用于简单二元结构的配置。 Hvto]~=GQ  
    •在此示例中,由银制成的光栅位于玻璃基板上。 1/O7K R`K  
    •为此,增加了一个平面界面,以便将光栅结构与基块分开。 2aef[TY  
    •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。 gi|j ! m  
    brk>oM;t  
    ^Gc#D:zU  
    df=G}M(  
    矩形光栅界面 x4&<Vr  
    •请注意:界面的顺序始终从基板表面开始计算。 Gf(|?" H  
    •所选界面在视图中以红色突出显示。 "w#jC ~J<W  
    =}6yMR!4R<  
    •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。 9U[ A   
    •可以在光路编辑器(Light Path Editor)中更改此材质。 ai!zb2j!E  
    OaeGukhX&  
    •堆栈周期(Stack Period)允许控制整个配置的周期。 &R\t<X9 n  
    •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 Q:6i 3 Nr/  
    •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。 LZirw'  
    %jgB;Y  
    k?%?EsR  
    5E|y5|8fb  
    uTgvMkO  
         s}NE[Tw  
    矩形光栅界面参数 <6_RWtU  
    •矩形光栅界面由以下参数定义 %|&WcpQR  
    - 狭缝宽度(绝对或相对) EZ6\pyNB0#  
    - 光栅周期 K+=cNC4B  
    - 调制深度 IUt/V^  
    •可以选择设置横向移位和旋转。 W+v7OSd92  
    K\w:'%>-  
    'P1I-ue  
    s<f<:BC  
    高级选项和信息 R4 8w\?L  
    •在传播菜单中,有几个高级选项可用。 cO]_5@#f'8  
    •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 k}xXja*  
    •可以设置总级次数或衰逝波级次数 eI%{/>  
        (evanescent orders)。 Sn(e@|!G  
    •如果考虑金属光栅,这项功能非常实用。 f@3?kM(  
    •相反,在介质光栅的情况下,默认设置就足够了。 8|5ttdZ  
    F }/tV7m  
    WInfn f+'  
         UMcQqV+vT  
    •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 `Bw>0%.  
    •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。 8zDLX,M-  
    •此外,有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 ~N<zv( {lG  
    •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。 ,4O|{Iu#n  
    _$g2;X >  
    LHQ$0LVt>T  
         - '<K_e;  
    过渡点列表界面 ! ^~ ^D<  
    •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 U3R;'80 f  
    •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 = ;hz,+  
    •同样,平面界面用于将光栅材料或介质与其中一个基板分离。 `x{*P.]N!<  
    k0@b"y*  
    ljr?Z,R4  
    过渡点列表参数 q5@N//<DNN  
    •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 xL-]gwq  
    •上限(Upper Limit)必须设置为大于所需光栅周期一半的值,但在周期性结构的情况下自动设置。 >bwB+-lyL  
    |"j{!Ei  
    FX"j8i/N  
         Bri yy  
    •必须在周期化(Periodization)选项卡中设置此界面的周期。 iJ&*H)}^  
    •此处,可以定义x方向和y方向的周期。 ~pv|  
    •在这种情况下,可以忽略内部和外部定义区域的设置,因为接口的扩展已经被周期性边界条件截断。 )=~OP>7B  
    O)bc8DyI  
    IE^xk@  
    v[++"=< o8  
    高级选项及信息 }Kt`du=  
    •同样,可以在高级设置选项卡页面上调整和研究分解结构的数据。 V8Lp%*(3  
    aR- ?t14  
    0Yzm\"Ggv  
     ;rH<  
    正弦光栅界面 U ]o  
    •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 bdS  
    •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 YadG05PDe  
    •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: @%aU)YDwi  
    - 脊的材料:基板的材料 +4*3aWf`  
    - 凹槽材料:光栅前面的材料 CXI%8eFXe$  
    W 'w{}|  
    ^~ 95q0hq:  
         F,[GdE;P  
    正弦光栅界面参数 zwLJ|>  
    - 正弦光栅界面也由以下参数定义: K:<j=j@51  
    •光栅周期 ] I&l0Fx  
    •调制深度 n+'gVEBA  
    - 可以选择设置横向移位和旋转。 tL>c@w#Pv  
    - 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。 "j2th.  
    [3@Pu.-I+M  
    Y8%bk2  
         ZH~=;S-t  
    高级选项和信息 m }J@w~#  
    •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。 AG Ws>  
    fk6`DUBV  
    V_x8 Q+~?  
    HQy:,_f@  
    高级选项及信息 a3f- 9LN  
    •如果增加层数(例如,增加2倍),则离散化变得光滑。 Wx:He8N] H  
    6E)emFkQ  
     @mD$Z09~  
    锯齿光栅界面 }xA Eu,n^  
    •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 rGn6S &-  
    •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 D\4pLm"!v  
    •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: ~Y_5q)t(  
    - 脊的材料:基板的材料 E',z<S  
    - 凹槽材料:光栅前面的材料 0XSMby?t`  
    oAxRI+&|.  
    qexnsL  
    : Yb_  
    锯齿光栅界面参数 +{r~-Rn3  
    •锯齿光栅界面也由以下参数定义: 2+oS'nL  
    - 光栅周期 ,6EFJVu \  
    - 调制深度 Q2)CbHSz  
    •此外,闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 6)h~9iK  
    •可以选择设置横向移位和旋转。 qlNB\~HCe  
    •由于这是光栅界面(类似矩形和正弦型),因此不必选择周期。  >7$h  
    "n, %Hh  
    * YR>u @  
         3nbTK3,  
    高级选项和信息 !r#36kO  
    •同样,可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 *-vH64e  
    sqv!,@*q  
    探测器位置的注释 Xt%y>'.  
    关于探测器位置的注释 4}r.g0L  
    •在VirtualLab中,探测器默认位于基板后面的空气中。 /* G-\|  
    •如果光栅包含在复杂的光学装置中,则必须这样做。  p[8H!=`K  
    •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。 c!ul9Cw  
    •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)。 0hpU9w}12  
    •可以避免这些干涉效应的不良影响。 !q[r_wL  
    KlGmO;k  
     
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