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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
    6M758K6v  
    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。 ?*8HZ1m#  
    pu*vFwZ  
    RDu'N  
    \V,;F!*#G  
    本用例展示了...... +~A<&7[}  
    •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构,例如: \3@AC7  
    - 矩形光栅界面 \dag~b<  
    - 过渡点列表界面 {1ic* cZS  
    - 锯齿光栅界面 35[8XD  
    - 正弦光栅界面 2 <@27 C5  
    •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 D;0xROW8{  
    C=/nZGG  
    光栅工具箱初始化 ;Q =EI%_tv  
    •初始化 '{:Yg3K  
    -  开始 Rl"" aZ  
    光栅 NK@G0p~O  
    通用光栅光路图 88ydAx#P  
    •注意:使用特殊类型的光栅,例如: 矩形形状, wB;'+d&  
        可直接选择特定的光路图。 Vhs:X~=qL  
    sm>Hkci%  
    VoJelyzh  
    zSi SZMP"  
    光栅结构设置 y[l19eU  
    •首先,必须定义基板(基块“Base Block”)的厚度和材料 NX(.Lw}  
    \k|ZbCWg  
    •在VirtualLab中,光栅结构在所谓的堆栈(stack)中定义。 e1RtoNF^  
    •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 %8V/QimHU  
    i%~4>k  
    +0O{"XM  
    k'BLos1W  
    •例如,选择第一个界面上的堆栈。 9R"bo*RIS  
    /N ^%=G#  
    堆栈编辑器 f#p.=F$  
    •在堆栈编辑器(Stack Editor)中,可以从目录中添加或插入界面。 B94mh  
    •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。 u= K?K  
    ^J>jU`)CJ  
    [D H@>:"dd  
    imtW[y+4  
    矩形光栅界面 B K'!WX  
    URW'*\Xjb  
    •一种可能的界面是矩形光栅界面。 OZ q/'*  
    •此类界面适用于简单二元结构的配置。 g'`J'6Pn  
    •在此示例中,由银制成的光栅位于玻璃基板上。 eD, 7gC-  
    •为此,增加了一个平面界面,以便将光栅结构与基块分开。 eb)S<%R/  
    •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。 ` m`Sl[6  
    AX%9k  
    e3wFi,/@  
    NdQXQa?,  
    矩形光栅界面 Kk~0jP_B9  
    •请注意:界面的顺序始终从基板表面开始计算。 56o?=|  
    •所选界面在视图中以红色突出显示。 'Z7oPq6  
    'B"kUh%3$5  
    •此外,此处无法定义光栅前方的介质(指最后一个接界面后面的介质)。 它自动取自光栅元件前面的材料。 t?v0ylN  
    •可以在光路编辑器(Light Path Editor)中更改此材质。 @Ns^?#u~   
    x]k^JPX  
    •堆栈周期(Stack Period)允许控制整个配置的周期。 P,O9On  
    •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 #TUsi,jG  
    •如果是简单的光栅结构,建议选择“取决于界面周期”(Dependent from Period of Interface)选项,并选择适当的周期性界面索引。 I/GZ  
    N L]:<FG  
    )*^PMf  
    SF;;4og  
    S[NV-)r=  
         ZBJYpeGe  
    矩形光栅界面参数 +gOCl*L  
    •矩形光栅界面由以下参数定义 ];1z%.  
    - 狭缝宽度(绝对或相对) 1H @GwQ|<=  
    - 光栅周期 c*_I1}l  
    - 调制深度 HqU"i Y>b  
    •可以选择设置横向移位和旋转。 j*$GP'Df3  
    9h$-:y3  
    q]5"V>D \  
    -Tk~c1I#`  
    高级选项和信息 _qmB PUx  
    •在传播菜单中,有几个高级选项可用。 Xig+[2zS  
    •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 ,KIa+&vJW@  
    •可以设置总级次数或衰逝波级次数 )j@k[}R#g  
        (evanescent orders)。 x-U^U.i@  
    •如果考虑金属光栅,这项功能非常实用。 xN}P0  
    •相反,在介质光栅的情况下,默认设置就足够了。 &^4W+I{H  
    |zvxKIW;wd  
    ^?toTU   
         }x-~>$:"  
    •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 KL0u:I(lWU  
    •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。 s+^o[R T3  
    •此外,有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 }<&g1x'pa  
    •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。 FWdSpaas Q  
    J C1T033 r  
    &.o}(e:]  
         ,q/K&'0`  
    过渡点列表界面 ,US~p_M!  
    •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 A@_F ;4X  
    •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 &6MGPh7T  
    •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。 3 T Q#3h  
    ez86+  
    kd'qYh  
    过渡点列表参数 dlK#V)  
    •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 Roy`HU ;0a  
    •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。 !V@Y \M d  
    bg_Zf7{  
    C3bZ3vcW$  
         Fm,A<+l@u  
    •必须在周期化(Periodization)选项卡中设置此界面的周期。 Y#{KGVT<  
    •此处,可以定义x方向和y方向的周期。 b3EW"^Ar  
    •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。 X'jEI{1w  
    *xU^e`P  
    cdP+X'Y4D  
    >}u?{_s *0  
    高级选项及信息 6l [T Q  
    •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。 .m/Lon E  
    * 2T&pX  
    p`Omcl~Q  
    c 2?(.UV  
    正弦光栅界面 J%f5NSSU{6  
    •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 1(hgSf1WH  
    •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 A~I}[O~(pb  
    •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: 1oj7R7  
    - 脊的材料:基板的材料 !&E>8h  
    - 凹槽材料:光栅前面的材料 in#qV  
    PM=I  
    k%NY,(:(  
         y @Y@"y  
    正弦光栅界面参数  T_jwj N  
    - 正弦光栅界面也由以下参数定义: N##3k-0Ao  
    •光栅周期 og. dYs7W4  
    •调制深度 z O$SL8U  
    - 可以选择设置横向移位和旋转。 *[W!ng  
    - 由于这是光栅界面(类似于矩形和锯齿借口),因此不必选择周期。 Ao`9fI#q  
    "H%TOk7l  
    Q`AJR$L  
         -Q 6W`*8  
    高级选项和信息 $CL=M  
    •同样,可以在高级设置选项卡中调整和研究分解结构的数据。 }#EiL !Pv  
    Iy|]U&`  
    faD(, H  
    `x6 i5mp  
    高级选项及信息 #1u4Hi(x5  
    •如果增加层数(例如,增加2倍),则离散化变得光滑。 )dC%g=dtc  
    }6C&N8 f  
    kfm8F8sxl  
    锯齿光栅界面 0 "pm7  
    •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 c 0!bn b  
    •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 OYG8%L  
    •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: {U^mL6=&v  
    - 脊的材料:基板的材料 |;rjr_I  
    - 凹槽材料:光栅前面的材料 _jU6[y|XLh  
    O+.V,` O  
    -U%wLkf|  
    <&l3bL  
    锯齿光栅界面参数 % OiSuw  
    •锯齿光栅界面也由以下参数定义: s}`=pk/FM  
    - 光栅周期 "St,4 b  
    - 调制深度 .HZYSY:X  
    •此外,闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 z %+?\.oH  
    •可以选择设置横向移位和旋转。 ",&}vfD4M  
    •由于这是光栅界面(类似矩形和正弦型),因此不必选择周期。  `9S<E  
    .t"s>jq 1  
    vuDp_p*]S  
         Y/gVyQ(  
    高级选项和信息 9J% dd0  
    •同样,可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 BR5$;-7W  
    ,@Ed)Zoh  
    探测器位置的注释 5IdmKP|  
    关于探测器位置的注释 Sm+Ek@Ax  
    •在VirtualLab中,探测器默认位于基板后面的空气中。 -k$rkKHZ(  
    •如果光栅包含在复杂的光学装置中,则必须这样做。 2$[u&__E  
    •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/!2q$  
    •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)。 bB)EJCPq>  
    •可以避免这些干涉效应的不良影响。 PcUi+[s;x  
    wAkoX  
     
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