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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
    I@n*[EC   
    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。 wgY6D!Y   
    9wL!D3e {Q  
    QVIcb ;&:}  
    gjW\ XY  
    本用例展示了...... X<(6T  
    •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构,例如: vO\:vp4fH  
    - 矩形光栅界面 a9[mZVMgUK  
    - 过渡点列表界面 Y!SE;N&  
    - 锯齿光栅界面 }>2t&+v+  
    - 正弦光栅界面 Z6 ;Wd_  
    •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 >n]oB~P%  
    Da-u-_~  
    光栅工具箱初始化 glv ;C/l  
    •初始化 9Ei5z6Vk/+  
    -  开始 s(teQ\  
    光栅 l+%Fl=Q2em  
    通用光栅光路图 ^6Yd}  
    •注意:使用特殊类型的光栅,例如: 矩形形状, Pp ,Um(  
        可直接选择特定的光路图。 :^ n*V6.4  
    & =G)NeT_  
    tKwn~T  
    rwy+~  
    光栅结构设置 Qh*)pt]n  
    •首先,必须定义基板(基块“Base Block”)的厚度和材料 Nepi|{  
    ^f9>l;Lb  
    •在VirtualLab中,光栅结构在所谓的堆栈(stack)中定义。 5J  ySFG3  
    •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 ton1oq  
    4S tjj!ew  
    ^w.]Hd 2  
    W!t{rI72  
    •例如,选择第一个界面上的堆栈。 6 jmrD  
    z<!O!wX_aI  
    堆栈编辑器 wh%xkXa[ur  
    •在堆栈编辑器(Stack Editor)中,可以从目录中添加或插入界面。 rWA6X DM7  
    •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。 h\(B#SN  
    J,??x0GDx,  
    GWhE8EDT  
    "# !D|[h0  
    矩形光栅界面 x>v-m*4Z4@  
    1B 5:s,Oyj  
    •一种可能的界面是矩形光栅界面。 !$_~x 8K1-  
    •此类界面适用于简单二元结构的配置。 O$^xkv5.  
    •在此示例中,由银制成的光栅位于玻璃基板上。 ioxbf6{  
    •为此,增加了一个平面界面,以便将光栅结构与基块分开。 OVZP x%a  
    •在堆栈编辑器的视图中,根据折射率(黑暗表示更高),其他颜色表示不同的材料。 S<"oUdkz  
    /,!<Va;~  
    ! D$Ooamq  
    &=X.*H%  
    矩形光栅界面 H(b)aw^(%  
    •请注意:界面的顺序始终从基板表面开始计算。 *7ZtNo[+  
    •所选界面在视图中以红色突出显示。 Q=WySIF.  
    eeM?]J-  
    •此外,此处无法定义光栅前方的介质(指最后一个接界面后面的介质)。 它自动取自光栅元件前面的材料。 h$>wv`  
    •可以在光路编辑器(Light Path Editor)中更改此材质。 zEj#arSE4  
    {{\ce;hN  
    •堆栈周期(Stack Period)允许控制整个配置的周期。 7\Co`J>p2  
    •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 [KSH~:h:NR  
    •如果是简单的光栅结构,建议选择“取决于界面周期”(Dependent from Period of Interface)选项,并选择适当的周期性界面索引。 TkRmV6'w  
    d`mD!)j  
    $#e1SS32  
    ^XG*z?Tt  
    `PgdJrE  
         &dr@6-xaq  
    矩形光栅界面参数 7VAJJv3  
    •矩形光栅界面由以下参数定义 x:fW~!Xc6  
    - 狭缝宽度(绝对或相对) y\D=Z N@  
    - 光栅周期 DN_W.o  
    - 调制深度 ?{6s58Q{  
    •可以选择设置横向移位和旋转。 &l m#  
    y!~qbh[  
    B2Z_]q$n*  
    MG{l~|\x)  
    高级选项和信息 >&Y-u%}U  
    •在传播菜单中,有几个高级选项可用。 `XJm=/f  
    •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 ?T!)X)A#  
    •可以设置总级次数或衰逝波级次数  cG{L jt  
        (evanescent orders)。 vcv CD7MD  
    •如果考虑金属光栅,这项功能非常实用。 du_4eB  
    •相反,在介质光栅的情况下,默认设置就足够了。 1& ^?U{  
    wMWW=$h#\  
    aJzLrX  
         PyBD  
    •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 g<wRN#B  
    •层分解(Layer Decomposition)和过渡点分解(Transition Point Decomposition)设置可用于调整结构的离散化。 默认设置适用于几乎所有光栅结构。 pr&=n;_ n  
    •此外,有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 |gx ~ gG<  
    •分解预览(Decomposition Preview)按钮提供用于FMM计算的结构数据的描述。 折射率由色标表示。 ]{GDS! )  
    69OF_/23  
    x#*QfE/E(@  
         ok{!+VCB5  
    过渡点列表界面 H C0w;MG)  
    •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 R#W&ery  
    •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 Ln!A:dP}c-  
    •同样,平面界面用于将光栅材料或介质与其中一个基板分离。 \)/yC74r7(  
    cBXWfv4  
    a`!@+6yC  
    过渡点列表参数 ;+/o?:AH  
    •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 />44]A<  
    •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。 lz<]5T|  
    :J/M,3  
    F(,UA+$A  
         Bd~1P/  
    •必须在周期化(Periodization)选项卡中设置此界面的周期。 4(8xjL:  
    •此处,可以定义x方向和y方向的周期。  Vzl^Ka'  
    •在这种情况下,可以忽略内部和外部定义区域的设置,因为接口的扩展已经被周期性边界条件截断。 u0Nm.--;_3  
    !EIjN  
    [eUftr9&0  
    qfoD  
    高级选项及信息 t#i,1aHA  
    •同样,可以在高级设置选项卡页面上调整和研究分解结构的数据。 j)C:$  
    .(CP. d  
    = ieag7!  
    D5,P)[  
    正弦光栅界面 x@Hd^xH`  
    •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 )#iq4@)|g  
    •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 Sa1 l=^  
    •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: x[ 3A+  
    - 脊的材料:基板的材料 [U/(<?F{(  
    - 凹槽材料:光栅前面的材料 m P'^%TE  
    !\Xm!I8  
    2*iIjw3g  
         v <Kmq-b  
    正弦光栅界面参数 Bi,;lR5  
    - 正弦光栅界面也由以下参数定义: ({WyDu&=  
    •光栅周期 4m)OR  
    •调制深度 67SV~L#%O  
    - 可以选择设置横向移位和旋转。 `n5"0QRd  
    - 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。  rl2&^N  
    wV\gj~U;P  
    d;mx<i=/  
         $37 g]ZD  
    高级选项和信息 mZz="ZLa:  
    •同样,可以在高级设置选项卡中调整和研究分解结构的数据。 Y5ZZ3Ati  
    rgmF:C  
    4k-+?L!/G  
    D,qu-k[jMI  
    高级选项及信息 3psU?8(  
    •如果增加层数(例如,增加2倍),则离散化变得光滑。 5NoI~X=  
    u VyGk~  
    G)v #+4  
    锯齿光栅界面 ?`zXLY9q7  
    •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。  Jc&y9]  
    •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 ';Zi@f"  
    •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: w@JKl5  
    - 脊的材料:基板的材料 4lhw3,5  
    - 凹槽材料:光栅前面的材料 evkH05+;W  
    M])dJ9&e  
    <Rh6r}f  
    =0uAE7q(9  
    锯齿光栅界面参数 EI!6MC)  
    •锯齿光栅界面也由以下参数定义: ] e. JNo  
    - 光栅周期 AL#4_]m'  
    - 调制深度 `\Hf]b  
    •此外,闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 w2_bd7Wp<  
    •可以选择设置横向移位和旋转。 nWQ;9_qBB  
    •由于这是光栅界面(类似矩形和正弦型),因此不必选择周期。 5p.rwNE  
    >D201&*G%  
    7$h#OV*@,  
         gUyR_5q)8l  
    高级选项和信息 2^8%>,  
    •同样,可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 8JmFi  
    ,|&9M^  
    探测器位置的注释 p-.n3AL  
    关于探测器位置的注释 ]Oq[gBL"A  
    •在VirtualLab中,探测器默认位于基板后面的空气中。 KM^ufF2[  
    •如果光栅包含在复杂的光学装置中,则必须这样做。 9]q:[zm^  
    •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。 .tD*2  
    •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)。 8 r_>t2$  
    •可以避免这些干涉效应的不良影响。 C z\Ppq  
    UTXSeNP  
     
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