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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
    a^@+%?X  
    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。 E2>im>p  
    $`^H:Djr  
    \V._Z>]  
    60~v t04  
    本用例展示了...... uEBQoP2  
    •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构,例如: 5k K= S  
    - 矩形光栅界面 ^/G?QR  
    - 过渡点列表界面 |c<XSX?ir  
    - 锯齿光栅界面 G=vN;e_$_b  
    - 正弦光栅界面 wG_4$kyj  
    •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 w#W5}i&x  
    RwUW;hU  
    光栅工具箱初始化 Y3D3.T6Q  
    •初始化 HTxB=Q|  
    -  开始 #X4LLS]VV  
    光栅 ozVpfs  
    通用光栅光路图 7}gA0fP9  
    •注意:使用特殊类型的光栅,例如: 矩形形状, 55LgBD  
        可直接选择特定的光路图。 [`q.A`Fd  
    BeAk 21xb  
    h!QjpzQe  
    P<8LAc$T  
    光栅结构设置 8a7YHUL<3i  
    •首先,必须定义基板(基块“Base Block”)的厚度和材料 ]OUD5T  
    TV<Aj"xw  
    •在VirtualLab中,光栅结构在所谓的堆栈(stack)中定义。 X z8$Xz,O  
    •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 4 uShM0qa  
    ,K T<4  
    : g&>D#{  
    VZ;@S3TS  
    •例如,选择第一个界面上的堆栈。 m^ z,,t9  
    e "_&z# 2_  
    堆栈编辑器 V!mWn|lf  
    •在堆栈编辑器(Stack Editor)中,可以从目录中添加或插入界面。 ma3Qi/  
    •VirtualLab的目录提供了几种类型的界面。 所有界面都可以用来定义光栅。 ~M*7N@D  
    Ks|gL#)*Ku  
    \Ph]*%  
    q{/*n]K  
    矩形光栅界面 EVWA\RO'\  
    fTTm$,f5N  
    •一种可能的界面是矩形光栅界面。 v Xc!Zg~  
    •此类界面适用于简单二元结构的配置。 )ukF3;Gt  
    •在此示例中,由银制成的光栅位于玻璃基板上。 hX&-/fF+f  
    •为此,增加了一个平面界面,以便将光栅结构与基块分开。 ) 9xX  
    •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。 %t q&  
    /GyEVCc  
    .6LS+[  
    hUBF/4s\  
    矩形光栅界面 _<XgC\4O|  
    •请注意:界面的顺序始终从基板表面开始计算。 ej<`CQ  
    •所选界面在视图中以红色突出显示。 Ur n  
     -W9gH  
    •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。 )mj<{Td`  
    •可以在光路编辑器(Light Path Editor)中更改此材质。 $]Jf0_  
    Ny]lvgu9X  
    •堆栈周期(Stack Period)允许控制整个配置的周期。 a"k'm}hVY$  
    •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 Trpgx  
    •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。 nVNs][  
    'w:bs!  
     $<:'!#%  
    Jlz9E|*qV  
    ZH!;z-R  
         !F-sA: xq  
    矩形光栅界面参数 %Or2iuO%-,  
    •矩形光栅界面由以下参数定义 JfSdUWxT  
    - 狭缝宽度(绝对或相对) I-TlrW=t  
    - 光栅周期 FQ1arUOFW,  
    - 调制深度  Ll?g.z"  
    •可以选择设置横向移位和旋转。 @bE~@4mOu  
    $ND90my  
    p x0Sy|  
    @FU~1u3d  
    高级选项和信息 A4}#U=3tI  
    •在传播菜单中,有几个高级选项可用。 j|k @MfA  
    •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 h>| g2h  
    •可以设置总级次数或衰逝波级次数 db'K!M)  
        (evanescent orders)。 IEc>.J|T&  
    •如果考虑金属光栅,这项功能非常实用。 (ZS/@He  
    •相反,在介质光栅的情况下,默认设置就足够了。 3hLqAj  
    V +.Q0$~F5  
    bK?MT]%}r  
         ]r!QmWw~V  
    •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 ^B|YO8.v  
    •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。 ~oo'ky*H!  
    •此外,有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 MJA~jjy4  
    •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。 F'rt>YvF  
    G@B*E%$9  
    M.S s: ttj  
         %Sul4: D#  
    过渡点列表界面 'd+:D'  
    •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 y)tYSTJK  
    •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 @"w2R$o  
    •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。 FZH-q!"^cK  
    x_k S g  
    IyOpju)?  
    过渡点列表参数 qv$!\T  
    •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 cFDxjX?~  
    •上限(Upper Limit)必须设置为大于所需光栅周期一半的值,但在周期性结构的情况下自动设置。 ?|lIXz  
    M}u1qXa  
    -w\M-wc/$  
         16?C@` S>  
    •必须在周期化(Periodization)选项卡中设置此界面的周期。 5y040 N-  
    •此处,可以定义x方向和y方向的周期。 Fh^ox"3c  
    •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。 }I]W'<jY  
     `Klrr  
    'u1=XX h  
    mTJ"l(,3  
    高级选项及信息 g#|oi f9o  
    •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。 !VFem~'d  
    *<xrp*O  
    o)p[ C   
    4~*Y];!Q  
    正弦光栅界面 ><K!~pst}  
    •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 /LF3O~Go  
    •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 Nq_A8Ph9  
    •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: $ o " L;j  
    - 脊的材料:基板的材料 OT;cfkf7  
    - 凹槽材料:光栅前面的材料 ^4 8\>-Q\  
    !!*;4FK"q  
    >T QZk4$  
         rd">JEK;;  
    正弦光栅界面参数 xD4$0Ppu  
    - 正弦光栅界面也由以下参数定义: +aj^Cs1$  
    •光栅周期 rFfy#e  
    •调制深度 0E1=W 6UZ  
    - 可以选择设置横向移位和旋转。 Z}+yI,  
    - 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。 [Y$V\h=V  
    Z(`r-}f I  
    @/ k x er  
         f1J %]g!  
    高级选项和信息 6g~+( ({lQ  
    •同样,可以在高级设置选项卡中调整和研究分解结构的数据。 @mNJ=mEV  
    JjQVzkE  
    RG&6FRoq  
    [%?y( q  
    高级选项及信息 \lW_f{X)  
    •如果增加层数(例如,增加2倍),则离散化变得光滑。 ssA7Dx:  
    'in@9XO  
    Zih ?Bm  
    锯齿光栅界面 t!0dJud  
    •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 ?@DNsVwb  
    •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 [@|be.g  
    •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: Cg3ODfe  
    - 脊的材料:基板的材料 ~&KX-AC@  
    - 凹槽材料:光栅前面的材料 rVcBl4&1*g  
    . ,R4WA,  
    ;`X~ k|7K  
    8YKQIt K  
    锯齿光栅界面参数 X4'kZ'Sy<  
    •锯齿光栅界面也由以下参数定义: [ f34a  
    - 光栅周期 cix36MR_  
    - 调制深度 tr=@+WHp  
    •此外,闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 v?)SA];  
    •可以选择设置横向移位和旋转。 7E~4)k0<  
    •由于这是光栅界面(类似矩形和正弦型),因此不必选择周期。 s:b" \7  
    C_Gzv'C"L  
    'evv,Q{87  
         >A=\8`T^  
    高级选项和信息 wS%zWdsz  
    •同样,可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 4TVwa(cB  
    Ji A'BEJN  
    探测器位置的注释 W>/UBN3  
    关于探测器位置的注释 c{VJ2NQ+  
    •在VirtualLab中,探测器默认位于基板后面的空气中。 ="dDA/,$VS  
    •如果光栅包含在复杂的光学装置中,则必须这样做。 \iga Q\~  
    •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。 gc,Ps  
    •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)。 u w"*zBxl  
    •可以避免这些干涉效应的不良影响。 e "n|jRh  
    )8'jxiGs  
     
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