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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
    -^SD6l$  
    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。 T J"{nB  
    Lh5+fk~i~8  
    h^3Vd K,  
    X#\P.$  
    本用例展示了...... EWvid4QEi  
    •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构,例如: W1M/Z[h6)5  
    - 矩形光栅界面 BRQ5  
    - 过渡点列表界面 Ni;{\"Gt  
    - 锯齿光栅界面 O'?lW~CD.>  
    - 正弦光栅界面 ~NJLS-  
    •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 D\i8rqU/l  
    hF?\K^tF  
    光栅工具箱初始化 Yv|bUZ @  
    •初始化 !&<Wc^PG  
    -  开始 ^<H#dkECG  
    光栅 UW~tS  
    通用光栅光路图 ,HjHt\!~<  
    •注意:使用特殊类型的光栅,例如: 矩形形状, Tu T=  
        可直接选择特定的光路图。 >?Y3WPB<F  
    vcUM]m8k   
    -Z#]_C{Y-)  
    l'X?S(fiV  
    光栅结构设置 _[6+FdS],  
    •首先,必须定义基板(基块“Base Block”)的厚度和材料 m_Y}>  
    ~s^6Q#Z9|  
    •在VirtualLab中,光栅结构在所谓的堆栈(stack)中定义。 i2Iu 2  
    •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 .m % x-i  
    dXr !_)i  
    @C6DOB  
    3_['[}  
    •例如,选择第一个界面上的堆栈。 % w/1Uo24  
    LB 5EGw  
    堆栈编辑器 nHL>}Yg  
    •在堆栈编辑器(Stack Editor)中,可以从目录中添加或插入界面。 G;.u>92r|  
    •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。 XcW3IO  
    O#ajoE  
    [}B{e=`!  
    F_ lj>;}a5  
    矩形光栅界面 !!Gi.VL  
    "MKsSty  
    •一种可能的界面是矩形光栅界面。 AZm)$@e)  
    •此类界面适用于简单二元结构的配置。 `E%d$  
    •在此示例中,由银制成的光栅位于玻璃基板上。 _ -FQ78C  
    •为此,增加了一个平面界面,以便将光栅结构与基块分开。 t@mw f3,  
    •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。 <UHf7:0V  
    MkIO0&0O  
    ~V)VGGOL$v  
    [}Yci:P_ +  
    矩形光栅界面 eT \Q  
    •请注意:界面的顺序始终从基板表面开始计算。 !)1Zp*  
    •所选界面在视图中以红色突出显示。 9(\N+  
    h.0&)t\q"  
    •此外,此处无法定义光栅前方的介质(指最后一个接界面后面的介质)。 它自动取自光栅元件前面的材料。 dtXJ<1:  
    •可以在光路编辑器(Light Path Editor)中更改此材质。 N1zrfn-VU  
    FKTP0e7=9  
    •堆栈周期(Stack Period)允许控制整个配置的周期。 [UrS%]OSR  
    •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 :'Kx?Es   
    •如果是简单的光栅结构,建议选择“取决于界面周期”(Dependent from Period of Interface)选项,并选择适当的周期性界面索引。 *" +cP!  
     l3 Bc g  
    _z6u^#Si  
    I>\?t4t  
    B~?Q. <M  
         A ba%Gh  
    矩形光栅界面参数 6aK2 {-+  
    •矩形光栅界面由以下参数定义 "PP0PL^5F  
    - 狭缝宽度(绝对或相对) B$eF@v"  
    - 光栅周期 GOgT(.5  
    - 调制深度 mAERZ<I  
    •可以选择设置横向移位和旋转。 : l[Q  
    Ny<G2! W  
    zb*4Nsda:  
    YuuG:Kk  
    高级选项和信息 -s84/E4Y*  
    •在传播菜单中,有几个高级选项可用。 +m},c-,=$w  
    •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 E^ti !4{<  
    •可以设置总级次数或衰逝波级次数 !!pi\J?sk  
        (evanescent orders)。 uw&,pq  
    •如果考虑金属光栅,这项功能非常实用。 d|HM  
    •相反,在介质光栅的情况下,默认设置就足够了。 0X6o  
    YR`rg;n#  
    M?CMN.Dw  
         _ o3}Ly}  
    •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 gx.]4 v  
    •层分解(Layer Decomposition)和过渡点分解(Transition Point Decomposition)设置可用于调整结构的离散化。 默认设置适用于几乎所有光栅结构。 CzbNG^+  
    •此外,有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 M)RQIl5  
    •分解预览(Decomposition Preview)按钮提供用于FMM计算的结构数据的描述。 折射率由色标表示。 -w0>4JDs  
    `h]f(  
    1Ac1CsK*  
         Z*B(L@H  
    过渡点列表界面 oVgNG!/c0  
    •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 6XU5T5+P^  
    •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 LxDhthZi_  
    •同样,平面界面用于将光栅材料或介质与其中一个基板分离。 \C.@ @4{  
    q{(&:~M  
    HK.J/Zr  
    过渡点列表参数 {NDe9V5  
    •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 K Hc+  
    •上限(Upper Limit)必须设置为大于所需光栅周期一半的值,但在周期性结构的情况下自动设置。 <5^(l$IBj  
    .`RC,R`C  
    ?V)6`St#C  
         ,6L>f.V^(U  
    •必须在周期化(Periodization)选项卡中设置此界面的周期。 k"c_x*f  
    •此处,可以定义x方向和y方向的周期。 e8v=n@0  
    •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。 s]>%_(5  
    v Rs5-T  
    hglt D8,  
    U0T N8O}Z  
    高级选项及信息 4Fq}*QJ-  
    •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。 #+\G- =-  
    K@lV P!z  
    z$b!J$A1  
    ]vErF=[U,  
    正弦光栅界面 u&bU !ZI  
    •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 v,B\+q/  
    •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 I-"{m/PEdg  
    •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: xb\:H@92  
    - 脊的材料:基板的材料 lY`<-`{I_  
    - 凹槽材料:光栅前面的材料 S#dS5OX  
    B8Z66#EQ  
    N|}`p"  
         .|-y+9IP  
    正弦光栅界面参数 ] ={Hq9d@  
    - 正弦光栅界面也由以下参数定义: eo[^ij  
    •光栅周期 ] fB{  
    •调制深度 iI7~9SCE  
    - 可以选择设置横向移位和旋转。 VCO/s9AL  
    - 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。 A\Gw+l<h,  
    t1S~~FLE  
    sn%fE  
         ^Du_e(TiyK  
    高级选项和信息 H_^c K  
    •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。 g~b'}^J  
    jK53-tF~I  
    r.5F^   
    Viw3 /K  
    高级选项及信息 >rubMGb  
    •如果增加层数(例如,增加2倍),则离散化变得光滑。 iqeGy&F-  
    W!*vO>^1W  
    yk/XfwQ5  
    锯齿光栅界面 "5K: "m  
    •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 r^)<Jy0|r  
    •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 ?|\Lm3%J  
    •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: om6R/K  
    - 脊的材料:基板的材料 dQ]j r.  
    - 凹槽材料:光栅前面的材料 7Z_iQ1  
    &3V4~L1aEg  
    +8M{y D9#  
    ojri~erJE?  
    锯齿光栅界面参数 Y|F);XXIl  
    •锯齿光栅界面也由以下参数定义: ^E^:=Q?'_  
    - 光栅周期 <>TBM^  
    - 调制深度 4.TG&IQ nN  
    •此外,闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 Er)b( Kk  
    •可以选择设置横向移位和旋转。 syF/jWM5  
    •由于这是光栅界面(类似矩形和正弦型),因此不必选择周期。 ^&Bye?`5  
    bu- RU(%  
    0dW1I|jR  
         ~gN'";1i  
    高级选项和信息 c1[;a>  
    •同样,可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 gQ~4udla.  
    -84Z8?_  
    探测器位置的注释 ?jbam! A  
    关于探测器位置的注释 Iu8=[F>  
    •在VirtualLab中,探测器默认位于基板后面的空气中。 |d K-r  
    •如果光栅包含在复杂的光学装置中,则必须这样做。 jolCR-FDu  
    •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。 rYl37.QE  
    •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)。 Vq\6c  
    •可以避免这些干涉效应的不良影响。 ~X/T6(n$  
    B}W^s;h  
     
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