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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
    Pd& Npp3  
    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。 #z70:-`.[M  
    )#1!%aQ  
    BJ\81 R  
    `>b,'u6F  
    本用例展示了...... b#"&]s-  
    •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构,例如: V rd16s  
    - 矩形光栅界面 ._t1eb`m{  
    - 过渡点列表界面 +Wgfxk'{  
    - 锯齿光栅界面 )pe17T1|  
    - 正弦光栅界面 m>F:dI  
    •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 _yX.Apv]  
    #d<|_  
    光栅工具箱初始化 4.uaWM)2  
    •初始化 s&'FaqE  
    -  开始 7 , _b  
    光栅 T$AVMVq  
    通用光栅光路图 ]T&d_~l   
    •注意:使用特殊类型的光栅,例如: 矩形形状, 49<t2^1q  
        可直接选择特定的光路图。 hSXJDT2  
    a1Q%Gn@R  
    l]#=I7 6  
    s[dIWYs#  
    光栅结构设置 H'7s`^- >I  
    •首先,必须定义基板(基块“Base Block”)的厚度和材料 _<DOA:'v  
    m2YsE  j7  
    •在VirtualLab中,光栅结构在所谓的堆栈(stack)中定义。 Vp0_R9oQ  
    •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 %3|/t-US  
    ~)`\ j  
    ?E(X>tH  
    tZVs0eVF<  
    •例如,选择第一个界面上的堆栈。 l(-"rE  
    $uJc/  
    堆栈编辑器 6$f\#TR  
    •在堆栈编辑器(Stack Editor)中,可以从目录中添加或插入界面。 O:a=94  
    •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。 L, #|W  
    <%`Rku  
    ,nCvA%B!  
    u??ti OK{  
    矩形光栅界面 ~(yW#'G  
    6O.kKhk  
    •一种可能的界面是矩形光栅界面。 Ctn?O~u  
    •此类界面适用于简单二元结构的配置。 e=s85!  
    •在此示例中,由银制成的光栅位于玻璃基板上。 XJKns  
    •为此,增加了一个平面界面,以便将光栅结构与基块分开。 WHOX<YJs  
    •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。 7jQVm{{.  
    cDzb}W*UM  
    {&^PDa|nD  
    I{WP:]"Yf  
    矩形光栅界面 Iz'Et'w8!  
    •请注意:界面的顺序始终从基板表面开始计算。 XGbpH<  
    •所选界面在视图中以红色突出显示。 _dz ZS(7M6  
    2eeFaFif  
    •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。 tLN^k;w  
    •可以在光路编辑器(Light Path Editor)中更改此材质。 <1Sj_HCT  
    0!KYi_3  
    •堆栈周期(Stack Period)允许控制整个配置的周期。 I1l^0@J   
    •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 zxIP-QaA  
    •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。 MP<]-M'|<  
    qO8:|q1%;\  
    e57R6g)4  
    L6i|5 P  
    x4g/ok  
         /'E[03I~  
    矩形光栅界面参数 d!}oS<6  
    •矩形光栅界面由以下参数定义 V=th-o3[  
    - 狭缝宽度(绝对或相对) ?6nB=B)/  
    - 光栅周期 {^(uoB C/  
    - 调制深度 j}s/)}n|  
    •可以选择设置横向移位和旋转。 <?}pCX/O  
    C& XPn;f  
    ceD6q~)  
    TU2oQ1  
    高级选项和信息 /Z!$bD  
    •在传播菜单中,有几个高级选项可用。 CDXN%~0h  
    •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 XksI.]tfj  
    •可以设置总级次数或衰逝波级次数 jF j'6LT9/  
        (evanescent orders)。 DO~[VK%|  
    •如果考虑金属光栅,这项功能非常实用。 @ <2y+_e  
    •相反,在介质光栅的情况下,默认设置就足够了。 s3nt2$=:t  
    ~o|sma5.  
    MMC$c=4"  
         Lk@+iHf  
    •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 g\8B;  
    •层分解(Layer Decomposition)和过渡点分解(Transition Point Decomposition)设置可用于调整结构的离散化。 默认设置适用于几乎所有光栅结构。 S;gy:n!t  
    •此外,有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 ZWGX*F#}P  
    •分解预览(Decomposition Preview)按钮提供用于FMM计算的结构数据的描述。 折射率由色标表示。 |4P8N{ L>O  
    _e ;b B?S  
    lo'#dpt<  
         -64 ;P9:A>  
    过渡点列表界面 \lQI;b;$  
    •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 EW vhT]<0  
    •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 #a~BigZ[G  
    •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。 7UG c2J  
    ?wv3HN  
    X[H.t$w5A  
    过渡点列表参数 .d[ ^&<^  
    •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 6^V( C;5!  
    •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。 dY0W=,X$7T  
    2-N7%]h  
    skan1wQ  
         DNgh#!\X  
    •必须在周期化(Periodization)选项卡中设置此界面的周期。 $IX(a4'  
    •此处,可以定义x方向和y方向的周期。 EA1&D^nT  
    •在这种情况下,可以忽略内部和外部定义区域的设置,因为接口的扩展已经被周期性边界条件截断。 C;/ONF   
    0V]MAuD($  
    &\~*%:C  
    r(Z?Fs/  
    高级选项及信息 <pa-C2Ky  
    •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。 !v=/f_6  
    Rs S:I6L  
    QGV#AID3XW  
    @M-Q|  
    正弦光栅界面 `MCtm(<  
    •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 WbhYGcRy  
    •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 V#.pi zb  
    •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: gg^iYTpt  
    - 脊的材料:基板的材料 0<uLQVoR2n  
    - 凹槽材料:光栅前面的材料 w/*#TDR  
    $uFvZ?w&  
    ~}d\sQF .  
         ml^=y~J[  
    正弦光栅界面参数 fJ5mKN  
    - 正弦光栅界面也由以下参数定义: ||TZ[l  
    •光栅周期 _K{- 1ZYsi  
    •调制深度 `uk=2k}&m  
    - 可以选择设置横向移位和旋转。 @6+_0^  
    - 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。 V4}jv7>A  
    vL[IVBG^  
    A& B|n!;b  
         : OjmaP  
    高级选项和信息 M=95E$6  
    •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。 'm |T"Ym~  
    cfv: Ld m  
    g@s`PBF7`  
    C@]D*k  
    高级选项及信息 ntPj9#lf  
    •如果增加层数(例如,增加2倍),则离散化变得光滑。 +e*C`uP!  
    p< 0=. ~  
    (;05=DsO  
    锯齿光栅界面 3]lq#p:  
    •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 )F&.0 '  
    •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 :BV$3]y  
    •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: <*^|Aj|#  
    - 脊的材料:基板的材料 ._A4 :  
    - 凹槽材料:光栅前面的材料 LY)Wwl*wc  
    ?q Q.Wj6Mj  
    fJ _MuAv  
    LE5N2k  
    锯齿光栅界面参数 K re*~ "  
    •锯齿光栅界面也由以下参数定义: xhho{  
    - 光栅周期 _7';1 D  
    - 调制深度 h`O$L_Z  
    •此外,闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 TNN@G~@cm  
    •可以选择设置横向移位和旋转。 g@M5_I(W  
    •由于这是光栅界面(类似矩形和正弦型),因此不必选择周期。 D$H&^,?N  
    5Rw2/J L  
    G,P k3>I'  
         Ei+lVLoC  
    高级选项和信息 ;=^J_2ls  
    •同样,可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 ZrNH:Z:5  
    KVEc:<|x  
    探测器位置的注释 $6 Hf[(/e  
    关于探测器位置的注释 -$=RQH$9  
    •在VirtualLab中,探测器默认位于基板后面的空气中。 AB+lM;_>  
    •如果光栅包含在复杂的光学装置中,则必须这样做。 }W!w  
    •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。 Xg1TX_3Ml  
    •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)。 Ez-AQ'  
    •可以避免这些干涉效应的不良影响。 HA}q.L]#  
    DoO ;VF  
     
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