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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
    :C65-[PSdO  
    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。 d~`x )B(  
    j"|=C$Kn/  
    , eZ1uBI?  
    S!3S4:]B^  
    本用例展示了...... `P8Vh+7u  
    •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构,例如: Y>EzTV  
    - 矩形光栅界面 'toa@5  
    - 过渡点列表界面 +{W>i;U  
    - 锯齿光栅界面 F>-B 3x  
    - 正弦光栅界面 DJ(q 7W  
    •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 :h&fbBH  
    Z]j*9#G1s  
    光栅工具箱初始化 ]jaQ[g$F  
    •初始化 7~GB;1n  
    -  开始 },>pDeX^P  
    光栅 :SGF45>B@  
    通用光栅光路图 %y|)=cm[  
    •注意:使用特殊类型的光栅,例如: 矩形形状, k=B] &F  
        可直接选择特定的光路图。 t $xY #:  
    _;~,Cgfi  
    oNU0 qZ5  
    r]l!WRn  
    光栅结构设置 mysetv&5  
    •首先,必须定义基板(基块“Base Block”)的厚度和材料 L?Qg#YSd ~  
    ]) rrG/3  
    •在VirtualLab中,光栅结构在所谓的堆栈(stack)中定义。 %_{tzXim  
    •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 #z2rzM@/:  
    " 9^j.  
    k?z98 >4  
    K!'AkTW+-  
    •例如,选择第一个界面上的堆栈。 x7<\] 94  
    rZfN+S,g  
    堆栈编辑器 OV%Q3$15  
    •在堆栈编辑器(Stack Editor)中,可以从目录中添加或插入界面。 kWe{r5C7  
    •VirtualLab的目录提供了几种类型的界面。 所有界面都可以用来定义光栅。 6C]1Q.f;  
    ]Qfn(u=o  
     y7$iOR  
    z6?)3'  
    矩形光栅界面 *hQTO=WF  
    kRTwaNDOD  
    •一种可能的界面是矩形光栅界面。 Ircp``g  
    •此类界面适用于简单二元结构的配置。 oA =4=`  
    •在此示例中,由银制成的光栅位于玻璃基板上。 &Ibu>di4[  
    •为此,增加了一个平面界面,以便将光栅结构与基块分开。 8ZKo_I\  
    •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。 )Lwc  
    rfgI$eu   
    <oWB0%  
    +H9>A0JF  
    矩形光栅界面 phn9:{TI  
    •请注意:界面的顺序始终从基板表面开始计算。 eOXHQjuj  
    •所选界面在视图中以红色突出显示。 BVr0Gk  
    dd\n8f  
    •此外,此处无法定义光栅前方的介质(指最后一个接界面后面的介质)。 它自动取自光栅元件前面的材料。 VsN pHQG]  
    •可以在光路编辑器(Light Path Editor)中更改此材质。 =9z[[dQ|L  
    /}PF\j9#4  
    •堆栈周期(Stack Period)允许控制整个配置的周期。 lNL6M%e$Q  
    •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 ` bdZ/*E  
    •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。 "v`   
    r4QxoaM  
    UQ+?\wi*  
    2A\,-*pc  
    QR Ei7@t  
         qOUqs'7/]  
    矩形光栅界面参数 e89Xb;;w  
    •矩形光栅界面由以下参数定义 ]6{*^4kX  
    - 狭缝宽度(绝对或相对) ,daKC  
    - 光栅周期 |{@8m9JR  
    - 调制深度 uFLx  
    •可以选择设置横向移位和旋转。 66'?&Xx'  
    ;+tpvnV;]  
    +q)5dYRzV  
    Uv?|G%cD-  
    高级选项和信息 jWY$5Vq<H  
    •在传播菜单中,有几个高级选项可用。 :{ur{m5bX  
    •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 Tzn tO9P+  
    •可以设置总级次数或衰逝波级次数 H.W E6  
        (evanescent orders)。 .%^]9/4  
    •如果考虑金属光栅,这项功能非常实用。 K"0PTWt  
    •相反,在介质光栅的情况下,默认设置就足够了。 a?6a b+7#  
    [ e8x&{L-_  
    ]b=P=  
         GG0R}',0  
    •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 *0}3t <5  
    •层分解(Layer Decomposition)和过渡点分解(Transition Point Decomposition)设置可用于调整结构的离散化。 默认设置适用于几乎所有光栅结构。 Cxcr/9  
    •此外,有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 KMV=%o  
    •分解预览(Decomposition Preview)按钮提供用于FMM计算的结构数据的描述。 折射率由色标表示。 +Ag!?T  
    Xu>r~^w=S  
    4<?8M vF  
         x&`~R>5/  
    过渡点列表界面 w,Lvt }  
    •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 T`9u!#mT=  
    •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 ^m /oDB-  
    •同样,平面界面用于将光栅材料或介质与其中一个基板分离。 P{5-Mx!{&  
    f_imyzP   
    @0eHS +  
    过渡点列表参数 H{AMZyV0/d  
    •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 1=nUW":  
    •上限(Upper Limit)必须设置为大于所需光栅周期一半的值,但在周期性结构的情况下自动设置。 rC7``#5  
    TeWMp6u,r  
    (^5 7UmFv]  
         fsEzpUY:{W  
    •必须在周期化(Periodization)选项卡中设置此界面的周期。 `$~Rxz Z g  
    •此处,可以定义x方向和y方向的周期。 Kv rX{F=  
    •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。 JIFU;*PR1  
    PT^c^{V  
    8srBHslI  
    %\kOLE2`  
    高级选项及信息 v|ck>_" .  
    •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。 Wfz\ `y  
    7]BW[~77  
    >^OC{~Az  
    N~?{UOZd  
    正弦光栅界面 ;=9 >MS}  
    •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 8 :o<ry  
    •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 ~-#yOu ,w  
    •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: A+&xMM2Wj  
    - 脊的材料:基板的材料 WH$e2[+Y  
    - 凹槽材料:光栅前面的材料 6AP~]e 8  
    6SC,;p=  
    [<,~3oRu  
         `?y<>m*  
    正弦光栅界面参数 6MG9a>=  
    - 正弦光栅界面也由以下参数定义: qTB$`f'|$  
    •光栅周期 >;#=gM  
    •调制深度 z*a8sr  
    - 可以选择设置横向移位和旋转。 :qvI%1cP=  
    - 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。 `T2$4>!  
    0vGyI>  
    s3 ;DG  
         KZbR3mi,  
    高级选项和信息 -L3|&O_  
    •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。 XG@`ZJhU6  
    "0EA;S8$8  
    ;oNhEB:F  
    v6GsoQmA   
    高级选项及信息 JTqq0OD}  
    •如果增加层数(例如,增加2倍),则离散化变得光滑。 r{sebE\ ;  
    1 Vy,&[c~"  
    }6-ZE9H-v  
    锯齿光栅界面 Dw2Q 'E  
    •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 ^#):c`  
    •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 *<'M!iRC  
    •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: QJW`}`R  
    - 脊的材料:基板的材料 $ C0TD7=  
    - 凹槽材料:光栅前面的材料 7$k8%lI;>  
    !$g+F(:(c  
    f&x0@Q/eON  
    o:Zd1"Z  
    锯齿光栅界面参数 s-W[ .r|  
    •锯齿光栅界面也由以下参数定义: WV"jH9"[  
    - 光栅周期 _Hd{sd#xX1  
    - 调制深度 f&hwi:t  
    •此外,闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 _0pO8o-x  
    •可以选择设置横向移位和旋转。 k]rLjcB  
    •由于这是光栅界面(类似矩形和正弦型),因此不必选择周期。 .A1\J@b  
    Bd3~EbFL  
    l+wc '= ]  
         3"UsZyN:  
    高级选项和信息 6S.~s6o,  
    •同样,可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 }E}8_ 8T6  
    &*&?0ov^"  
    探测器位置的注释 "Jy~PcJZ1  
    关于探测器位置的注释 [<wbbvXR  
    •在VirtualLab中,探测器默认位于基板后面的空气中。 =C f(B<u  
    •如果光栅包含在复杂的光学装置中,则必须这样做。 eX2<}'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。 |c2v%'J2G  
    •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)。 G_Ay   
    •可以避免这些干涉效应的不良影响。 }4nT.!5  
    df=z F.5  
     
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