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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: 2024-08-13
    摘要 F.tfgW(A@  
    (D<(6?  
    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。 =pcF:D#+  
    hfqqQ!,l!  
    :_ROJ  
    ~. YWV  
    本用例展示了...... 5;\gJf  
    •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构,例如: [U>@,BH  
    - 矩形光栅界面 K=dR%c(  
    - 过渡点列表界面 sV/l5]b]  
    - 锯齿光栅界面 8S]".  
    - 正弦光栅界面 :IMdN}(L  
    •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 \8S ~c8Z~  
    )[L^Dmd,  
    光栅工具箱初始化 +uo{ m~_4  
    •初始化 %dMqpY7"  
    -  开始 FdzNE  
    光栅 P?LlJ 5hn  
    通用光栅光路图 j'?7D0>  
    •注意:使用特殊类型的光栅,例如: 矩形形状, mj&57D\fq  
    可直接选择特定的光路图。 Bj Wr5SJ  
    ?m7:if+ y  
    p8}(kHUp(  
    8j5<6Cv_  
    光栅结构设置 oR .cSGh  
    •首先,必须定义基板(基块“Base Block”)的厚度和材料 g13 rx%-  
    Z(u5$<up  
    •在VirtualLab中,光栅结构在所谓的堆栈(stack)中定义。 7a4o1;l  
    •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 5O <>mCF  
    D}3T|N  
    ^Hrn  ]  
    &<y2q/U}  
    •例如,选择第一个界面上的堆栈。 _;1}x%4v  
    ke_ [  
    堆栈编辑器 ^T5X)Nu{=C  
    •在堆栈编辑器(Stack Editor)中,可以从目录中添加或插入界面。 ~]HN9R^&  
    •VirtualLab的目录提供了几种类型的界面。 所有界面都可以用来定义光栅。 yWDTjY/  
    6at1bQ$  
    7F^#o-@=J  
    B9R(&<4  
    矩形光栅界面 .IarkeCtb  
    Fmyj*)J[Z  
    •一种可能的界面是矩形光栅界面。 N8toxRu  
    •此类界面适用于简单二元结构的配置。 j.e0;! (L}  
    •在此示例中,由银制成的光栅位于玻璃基板上。 n">u mM;Eh  
    •为此,增加了一个平面界面,以便将光栅结构与基块分开。 r]@0eb   
    •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。 {-3LIO  
    A4C+5R  
    v+ 7kU=  
    ?BA]7M(,4  
    矩形光栅界面 b[9&l|y^  
    •请注意:界面的顺序始终从基板表面开始计算。 mw$r$C{  
    •所选界面在视图中以红色突出显示。 K6/@]y%Wr  
    Q?b14]6im  
    •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。 :W#rhuzC  
    •可以在光路编辑器(Light Path Editor)中更改此材质。 YB<*"HxM)}  
    fmqb` %  
    •堆栈周期(Stack Period)允许控制整个配置的周期。 C+[%7vF1  
    •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 )J]9 lW&y  
    •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。 [^CV>RuO  
    Y3.$G1{#0w  
    q6Rr.A  
    :Z`:nq.a  
    &|>S|  
    m>USD? i  
    矩形光栅界面参数 o#) {1<0vg  
    •矩形光栅界面由以下参数定义 'c2W}$q  
    - 狭缝宽度(绝对或相对) **9x?s  
    - 光栅周期 :NJ_n6E  
    - 调制深度 dQoYCS}IaV  
    •可以选择设置横向移位和旋转。 -;f*VM.a  
    vgY3L  
    3LDS Z1f  
    XO#/Fv!  
    高级选项和信息 C~fjWz' V  
    •在传播菜单中,有几个高级选项可用。 r/pH_@  
    •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 XL#[ %X9  
    •可以设置总级次数或衰逝波级次数 Vk< LJ S  
    (evanescent orders)。 R_M?dEtE>  
    •如果考虑金属光栅,这项功能非常实用。 bvfk  
    •相反,在介质光栅的情况下,默认设置就足够了。 mc=LP>uoS  
    X%yO5c\l2  
    fYKOJ5f  
    "$s~SIUB  
    •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 :0Z^uuk`gq  
    •层分解(Layer Decomposition)和过渡点分解(Transition Point Decomposition)设置可用于调整结构的离散化。 默认设置适用于几乎所有光栅结构。  "KcA  
    •此外,有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 c/c$D;T  
    •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。 N0hE4t  
    f{SB1M   
    YK|bXSA[  
    ^u 3V E  
    过渡点列表界面 ^N8)]F,  
    •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 8XbA'% o  
    •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 74!oe u.>  
    •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。 LYlDc;<A  
    + QQS={  
     >S$Z  
    过渡点列表参数 gV&z2S~"  
    •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 .<kqJ|SVi  
    •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。 'SQG>F Uy  
    h iNEJ_f  
    l5L.5 $N  
    !i=nSqW  
    •必须在周期化(Periodization)选项卡中设置此界面的周期。 VfT*7_  
    •此处,可以定义x方向和y方向的周期。 xf|mlHS+  
    •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。 [@yV!#2  
    k,euhA/&  
    qI^ /"k*5  
    sz9L8f2  
    高级选项及信息 ^eW}XRI  
    •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。 B"%{i-v>**  
    qzb<J=FAU  
    @&[T _l  
    0uBl>A7qhn  
    正弦光栅界面 JxyB(  
    •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 hYawU@R  
    •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 eh"3NRrN  
    •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: DxJX+.9K9  
    - 脊的材料:基板的材料 g-Pwp[!qkf  
    - 凹槽材料:光栅前面的材料 m&|`x  
    2t $j  
    Bn>8&w/P  
    &+G"k~%  
    正弦光栅界面参数 #s!'+|2n  
    - 正弦光栅界面也由以下参数定义: b(9FZ]7S  
    •光栅周期 4H@Wc^K  
    •调制深度 QBR=0(giF  
    - 可以选择设置横向移位和旋转。 znJ'iV f  
    - 由于这是光栅界面(类似于矩形和锯齿借口),因此不必选择周期。 EI\9_}@,  
    7Pa@1']  
      zxp`  
    ;E'"Ks[GH  
    高级选项和信息 LzYO$Ir:g  
    •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。 ak:c rrkx  
    ,^S@EDq  
    02Ia2e.f  
    vf8\i-U=  
    高级选项及信息 *cyeO*  
    •如果增加层数(例如,增加2倍),则离散化变得光滑。 NKQOUw:qn  
    a')|1DnR  
    : }`-B0  
    锯齿光栅界面 (ND4Q[*6  
    •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 n8. kE)?  
    •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 O@YTAT&d#  
    •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: .; &# )l  
    - 脊的材料:基板的材料 s`#(   
    - 凹槽材料:光栅前面的材料 $-On~u0g  
     f3UXCp  
    C)cwAU|h#  
    <x!GE>sf+  
    锯齿光栅界面参数 >CkjUZu]&  
    •锯齿光栅界面也由以下参数定义: l&}y/t4%  
    - 光栅周期 R6=$u{D  
    - 调制深度 }W ^: cp  
    •此外,闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 +S=Rn,  
    •可以选择设置横向移位和旋转。 _!|/ ;Nk  
    •由于这是光栅界面(类似矩形和正弦型),因此不必选择周期。  aH#l9kCb  
    d[;.r  
    WKSPBT;  
    b=/curl&  
    高级选项和信息 B*E2.\~  
    •同样,可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 h`3eu;5)  
    mg, j:,  
    探测器位置的注释 c5mZG7-  
    关于探测器位置的注释 xzx$TUL  
    •在VirtualLab中,探测器默认位于基板后面的空气中。 5y?-fT]X  
    •如果光栅包含在复杂的光学装置中,则必须这样做。 c*R/]Dn   
    •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。 LzCw+@-umw  
    •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)。 Q~Z=(rP20  
    •可以避免这些干涉效应的不良影响。 O2"gj"D  
    ~/_SMPLo  
     
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