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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
    Q;r9>E!  
    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。 $:IOoS|e  
    [vMksHk4  
    ?d@3y<A,~  
    `-a](0Q U  
    本用例展示了...... Q72}V9I9  
    •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构,例如: o5=1  
    - 矩形光栅界面 J2A+x\{<  
    - 过渡点列表界面 { FVLH:{U^  
    - 锯齿光栅界面 >YP6/w,e  
    - 正弦光栅界面 irj{Or^k  
    •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 e$H N/O  
    #oBMA  
    光栅工具箱初始化 ZH'- >/  
    •初始化 9G njJ  
    -  开始 7&oT} Z  
    光栅 ;',hwo_LBf  
    通用光栅光路图 %`*`HU#X  
    •注意:使用特殊类型的光栅,例如: 矩形形状, 6)<g%bH!  
        可直接选择特定的光路图。 [O)(0  
    &'%b1CbE  
    p4l^b[p  
    OZ{YQ}t{^1  
    光栅结构设置 JjBG9Rp{  
    •首先,必须定义基板(基块“Base Block”)的厚度和材料 u!kC+0Y  
    G@s]HJ:  
    •在VirtualLab中,光栅结构在所谓的堆栈(stack)中定义。 /S4$qr cM  
    •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 @9-/p^n1  
    poJ7q (  
    L~x PIu  
    $P<T`3Jg  
    •例如,选择第一个界面上的堆栈。 50MdZ;R-3  
    K)NB{8 _  
    堆栈编辑器 {+D 6o  
    •在堆栈编辑器(Stack Editor)中,可以从目录中添加或插入界面。 p)_v.D3i  
    •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。 P-B3<~*i!  
    T-" zK r!  
    Po+I!TL'  
    LOm*=MVex  
    矩形光栅界面 y"N7r1Pf  
    )=,%iL -  
    •一种可能的界面是矩形光栅界面。 2hZ>bg  
    •此类界面适用于简单二元结构的配置。 kR+xInDM*  
    •在此示例中,由银制成的光栅位于玻璃基板上。 Zp5;=8wa;  
    •为此,增加了一个平面界面,以便将光栅结构与基块分开。 -TIrbYS`  
    •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。 :exgdm;N  
    ;ZnSWIF2  
    %V40I{1  
    l,z# : k  
    矩形光栅界面 )- 2sk@y  
    •请注意:界面的顺序始终从基板表面开始计算。 -)cau-(X  
    •所选界面在视图中以红色突出显示。 FE}!I  
    7d9kr?3(U  
    •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。 lrn3yDkR?  
    •可以在光路编辑器(Light Path Editor)中更改此材质。 %BdQ.\4DS  
    m 2tw[6M  
    •堆栈周期(Stack Period)允许控制整个配置的周期。 aQ@9(j> F  
    •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 "Jd!TLt\x  
    •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。 *t_"]v-w  
    $!~R'N c  
    #Az#dt]H  
    +sN'Y/-  
    u\L=nCtLby  
         <Mdyz!  
    矩形光栅界面参数 KyQO>g{R  
    •矩形光栅界面由以下参数定义 .9":Ljs(L  
    - 狭缝宽度(绝对或相对) 87QK&S\  
    - 光栅周期 />wM#)o2  
    - 调制深度 i5f8}`w  
    •可以选择设置横向移位和旋转。 Y|'0bujr  
    ll]MBq  
    0F"W~OQ6  
    (lNV\Za  
    高级选项和信息 C*+gQeK  
    •在传播菜单中,有几个高级选项可用。 <F>^ffwGH-  
    •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 ;$`5L"I5$  
    •可以设置总级次数或衰逝波级次数 li!3bv  
        (evanescent orders)。 VnZRsFY<^  
    •如果考虑金属光栅,这项功能非常实用。 l|, Hj  
    •相反,在介质光栅的情况下,默认设置就足够了。 kTC'`xv  
    hxCSE$f4  
    x,U '!F  
         _*tU.x|DP  
    •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 /G{;?R  
    •层分解(Layer Decomposition)和过渡点分解(Transition Point Decomposition)设置可用于调整结构的离散化。 默认设置适用于几乎所有光栅结构。 ^Y;}GeA,  
    •此外,有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 !ucHLo3:  
    •分解预览(Decomposition Preview)按钮提供用于FMM计算的结构数据的描述。 折射率由色标表示。 uX.^zg]}%  
    3q$[r_   
    h/)kd3$*'  
         nC:>1 kt  
    过渡点列表界面 E{LLxGAEZ  
    •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 GnX+.uQL|  
    •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 w^ AY= Fc  
    •同样,平面界面用于将光栅材料或介质与其中一个基板分离。 #8Bs15aV  
    "aU) [  
    5Kadh2nz  
    过渡点列表参数 ,A$#gLyk<  
    •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 #9( 0.!v  
    •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。 |S0w>VH>  
    eD(;W n  
    ~wtK(U  
         Az+k8=?  
    •必须在周期化(Periodization)选项卡中设置此界面的周期。 li @:  
    •此处,可以定义x方向和y方向的周期。 Z<yLu'48)A  
    •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。 S7B7'[ru  
    GiZv0>*x  
    #Nv^F  
    4# L}&  
    高级选项及信息 D]?eRO9'  
    •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。 ?Iin/<y  
    1Fg*--8[r  
    Z! /!4(Fh  
    z[cs/x  
    正弦光栅界面 q&DM*!Jq  
    •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 vvTQ!Aa  
    •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 B~CdY}UTsj  
    •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: Lhts4D/V7  
    - 脊的材料:基板的材料 @QN(ouqQ  
    - 凹槽材料:光栅前面的材料 /wR,P  
    )Ja&Y  
    ir{li?kV  
         bQvhBa?  
    正弦光栅界面参数 I[l8@!0  
    - 正弦光栅界面也由以下参数定义: Uh w:XV@m  
    •光栅周期 qk{+Y  
    •调制深度 2Y7u M;8  
    - 可以选择设置横向移位和旋转。 baO'FyCs9&  
    - 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。 ;4'pucq5/  
    $(r/N"6)O2  
    Wik8V0(  
         @2`$ XWD  
    高级选项和信息 q`0wG3  
    •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。 tkX?iqKQ  
    r$cq2pkX  
    l+UUv]:1  
    IA;'5IF  
    高级选项及信息 fZtuP1- 4  
    •如果增加层数(例如,增加2倍),则离散化变得光滑。 =j~vL`d2]  
    |[W7&@hF  
    X-<l+WP  
    锯齿光栅界面 Rn_FYP  
    •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 TY`t3  
    •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 u Wxl\+_i  
    •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: rQsYt/  
    - 脊的材料:基板的材料 ^1-Vd5g  
    - 凹槽材料:光栅前面的材料 DLH|y%"  
    wZ%a:Z4TcM  
    v+vM:At4  
    j[${h, p?  
    锯齿光栅界面参数 Fnc MIzp  
    •锯齿光栅界面也由以下参数定义: k@[{_@>4^  
    - 光栅周期 l{mC|8X  
    - 调制深度 ( u^`3=%n  
    •此外,闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。  ae>B0#=  
    •可以选择设置横向移位和旋转。 &e \UlM22  
    •由于这是光栅界面(类似矩形和正弦型),因此不必选择周期。 'w8p[h (,  
    _J X>#h  
    4q)+nh~s  
         s4[PwD  
    高级选项和信息 8P* d  
    •同样,可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 0^83:C ^{  
    /^sk y!  
    探测器位置的注释 [ 0z-X7=e  
    关于探测器位置的注释 b!JrdJO,DP  
    •在VirtualLab中,探测器默认位于基板后面的空气中。 #Dp]S, e  
    •如果光栅包含在复杂的光学装置中,则必须这样做。 &&ZX<wOM  
    •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。 [tk6Kx8a  
    •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)。 uE,g|51H/  
    •可以避免这些干涉效应的不良影响。 ~X<?&;6  
    Yy'CBIq#f  
     
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