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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
    -Mb`I >=  
    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。 QMGMXa   
    Wx;`=9  
    ;:nO5VFOg  
    SArSi6vF  
    本用例展示了...... Z:l.{3J$  
    •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构,例如: RcUKe,  
    - 矩形光栅界面 lNcXBtwK@#  
    - 过渡点列表界面 ('/5#^%R  
    - 锯齿光栅界面 \($EYhx  
    - 正弦光栅界面 QU/Q5k  
    •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 F2 /-Wk@  
    b(lC7Xm  
    光栅工具箱初始化 >&0)d7Nu8m  
    •初始化 L:HJ:  
    -  开始 P +U=/$o  
    光栅 qB`zyd8yu  
    通用光栅光路图 ^^[MDjNy@  
    •注意:使用特殊类型的光栅,例如: 矩形形状, >&K1+FSmyJ  
        可直接选择特定的光路图。 bgW=.s  
    4{Vw30DZ  
    %KxL{ HY  
    ?@"B:#l  
    光栅结构设置 ?QGAiu0  
    •首先,必须定义基板(基块“Base Block”)的厚度和材料 "(uEcS2<  
    b?#k  
    •在VirtualLab中,光栅结构在所谓的堆栈(stack)中定义。 |fXwH>'sw  
    •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 'H0b1t1S%  
    p?OwcMT]M  
    q' };.tv  
    mOj6 4}_`"  
    •例如,选择第一个界面上的堆栈。 ='1J&w~7  
    Gld|w=qr  
    堆栈编辑器 zbt>5S_  
    •在堆栈编辑器(Stack Editor)中,可以从目录中添加或插入界面。 -ec ~~95  
    •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。 r>N5 ^  
    tcYbM+4e  
    Xp <RG p7E  
    a9 =,P  
    矩形光栅界面 #t /.fd  
    30 Vv Zb  
    •一种可能的界面是矩形光栅界面。 ^ q]BCOfJ(  
    •此类界面适用于简单二元结构的配置。 V#;6 <H"  
    •在此示例中,由银制成的光栅位于玻璃基板上。 =/@c9QaV B  
    •为此,增加了一个平面界面,以便将光栅结构与基块分开。 sidSY8j  
    •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。 ' bio: 1  
    ,^ MA,"8  
    C<CE!|sfr  
    KDP7u  
    矩形光栅界面 q^],K'  
    •请注意:界面的顺序始终从基板表面开始计算。 8UArl3  
    •所选界面在视图中以红色突出显示。 pEIc ?i*  
    =T$-idx1l  
    •此外,此处无法定义光栅前方的介质(指最后一个接界面后面的介质)。 它自动取自光栅元件前面的材料。 ~c7}eTJd"  
    •可以在光路编辑器(Light Path Editor)中更改此材质。 T)Byws  
    9.R)iA  
    •堆栈周期(Stack Period)允许控制整个配置的周期。 7_ g}t!b`  
    •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 \HFeEEKH  
    •如果是简单的光栅结构,建议选择“取决于界面周期”(Dependent from Period of Interface)选项,并选择适当的周期性界面索引。 WAlsh  
    _K{hq<g  
    *V(TNLIh;  
    '`^<*;w  
    iivuH2/~?[  
         T_CYSS|fX  
    矩形光栅界面参数  ]qCAog  
    •矩形光栅界面由以下参数定义 is`Eqcj`dr  
    - 狭缝宽度(绝对或相对) |,F/_    
    - 光栅周期 W!g'*L/#L  
    - 调制深度 L- [<C/`;t  
    •可以选择设置横向移位和旋转。 cCN[c)[c|  
    E<;C@B  
    Two$wL/  
    afRUBjs  
    高级选项和信息 P`wp`HI  
    •在传播菜单中,有几个高级选项可用。 IpQ51  
    •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 l+S08IZ  
    •可以设置总级次数或衰逝波级次数 ;Dg8>  
        (evanescent orders)。 T'2(sHk  
    •如果考虑金属光栅,这项功能非常实用。 X_XeI!,b  
    •相反,在介质光栅的情况下,默认设置就足够了。 I3o6ym-i  
    S2/c2  
    o|G.tBpKg  
         1lu _<?O  
    •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 c,;-[sn  
    •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。 )}\T~#Q]y  
    •此外,有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 Q}ho Y  
    •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。 %^}3:0G  
    dL5u-<y&  
    E7^r3#s  
         6JBE=9d-Q  
    过渡点列表界面 X<J NwjM%  
    •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 |) QE+|?P  
    •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 ,6?L.L  
    •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#X|U2$  
    gl-O"%rMcL  
    !u)ve h3x  
    过渡点列表参数 E`.dU<8HE  
    •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 zZDa7 1>  
    •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。 ~0r:Wcj x  
    1Iu^+  
    DWZ!B7Ts  
         i[A$K~f  
    •必须在周期化(Periodization)选项卡中设置此界面的周期。 [#V?]P\uV  
    •此处,可以定义x方向和y方向的周期。 =rcqYPul0  
    •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。 G (Fi  
    *KSQ^.sYh  
    \gy39xoW(  
    k8w }2Vw  
    高级选项及信息 he;;p="!*  
    •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。 7a 4G:  
    "<x%kD  
    9.f/d4  
    W #E-vi+l  
    正弦光栅界面 2ku\R7  
    •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 -L(F:  
    •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 jV`xRjh  
    •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: 0 3kzS ]g  
    - 脊的材料:基板的材料 *j RNpB{)z  
    - 凹槽材料:光栅前面的材料 $5T3JOFz  
    Qp~O!9ph  
    _] veTAV  
         U7(84k\j  
    正弦光栅界面参数 {j.5!Nj]B  
    - 正弦光栅界面也由以下参数定义: B$"CoLC7+  
    •光栅周期 j-@3jFu  
    •调制深度 |13UJ vR  
    - 可以选择设置横向移位和旋转。 &m_4#  
    - 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。 i/`N~r   
    <rV3(qb#]J  
    ^@e4m O  
         U~QIO O  
    高级选项和信息 mnswG vY  
    •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。 W>+\A"  
    {b~l [  
    z6#~B&  
    OD 09XO  
    高级选项及信息 -R@mnG 5  
    •如果增加层数(例如,增加2倍),则离散化变得光滑。 `Et)@{iP  
    Kf#9-.}?  
    +m kub}<a  
    锯齿光栅界面  Svj%O(  
    •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 jh \L)a*  
    •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 Xc -'&"  
    •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: 6tBL?'pG  
    - 脊的材料:基板的材料 S,,,D+4  
    - 凹槽材料:光栅前面的材料 )e`$'y@L$  
    (<!Yw|~  
    :G\f(2@  
    ["VUSa  
    锯齿光栅界面参数 }S|~^  
    •锯齿光栅界面也由以下参数定义: Cc7PhoPK  
    - 光栅周期 dUiv+K)ccQ  
    - 调制深度 aj;OG^(!2_  
    •此外,闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 Xi`K`Cu+  
    •可以选择设置横向移位和旋转。 ^3?]S{1/#  
    •由于这是光栅界面(类似矩形和正弦型),因此不必选择周期。 ^Rriu $\  
    ]Z%9l(  
    :=!?W^J  
         Kt5;GUV  
    高级选项和信息 $6Z@0H@X  
    •同样,可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 }_m/3*x_  
    W=j  
    探测器位置的注释 | wuUH  
    关于探测器位置的注释 *CG-F=  
    •在VirtualLab中,探测器默认位于基板后面的空气中。 ak]:ir`o  
    •如果光栅包含在复杂的光学装置中,则必须这样做。 -)_"7}|u5  
    •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。 Ux5pw  
    •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)。 |E)-9JSRy  
    •可以避免这些干涉效应的不良影响。 ]/>(C76  
    DY| s |:d  
     
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