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infotek 2020-08-20 09:58

使用界面配置光栅结构

摘要 C ~<'rO}|  
,4zmb`dP<  
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。 1<BX]-/tP  
}4Tc  
bSfpbo4(  
9:ze{ c $  
本用例展示了......  :rHJ4Tl  
•如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构,例如: UUzYbuS>&l  
- 矩形光栅界面 0~ZFv Wv  
- 过渡点列表界面 biSz?DJ>  
- 锯齿光栅界面 W%T>SpFl  
- 正弦光栅界面 B:gjAb}9T  
•如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 H<v'^*(  
*+j* {>E  
光栅工具箱初始化 $^OvhnL/  
•初始化 ;pqg/>W'  
-  开始 rs,2rSsg!  
光栅 Y' %^NP}o  
通用光栅光路图 o_@4Sl8  
•注意:使用特殊类型的光栅,例如: 矩形形状, Gnfd;. (.  
可直接选择特定的光路图。 E=e*VEjy  
[z9 `)VIe  
Pl=ZRKn  
1u: gFUb  
光栅结构设置 62O.?Ij  
•首先,必须定义基板(基块“Base Block”)的厚度和材料。 `S6x<J&T\/  
LXbP 2  
•在VirtualLab中,光栅结构在所谓的堆栈(stack)中定义。 ~-EOjX(X'E  
•堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 0Uo\wyd  
n` xR5!de  
'NX```U0  
AD1=[I3  
•例如,选择第一个界面上的堆栈。 pPcTrN'  
a^`rtvT  
堆栈编辑器 |&FkksNAl\  
•在堆栈编辑器(Stack Editor)中,可以从目录中添加或插入界面。 ;.TRWn#  
•VirtualLab的目录提供了几种类型的界面。 所有界面都可以用来定义光栅。 ?YZ- P{rTS  
`Jzp Sw  
lTd #bN  
&Q>k7L!  
矩形光栅界面  c|M6 <}  
QA<Jr5Ys  
•一种可能的界面是矩形光栅界面。 A9wh(P0\  
•此类界面适用于简单二元结构的配置。 g=;%  
•在此示例中,由银制成的光栅位于玻璃基板上。 J@4Bf  
•为此,增加了一个平面界面,以便将光栅结构与基块分开。 ~ vJ,`?  
•在堆栈编辑器的视图中,根据折射率(黑暗表示更高),其他颜色表示不同的材料。 4<% *E{`  
oW<5|FaN  
VO$ iNK  
xn5l0'2  
矩形光栅界面 p(~Yx3$*  
•请注意:界面的顺序始终从基板表面开始计算。 %KmiH ;U  
•所选界面在视图中以红色突出显示。 G*-b}f  
c&AygqN  
•此外,此处无法定义光栅前方的介质(指最后一个接界面后面的介质)。 它自动取自光栅元件前面的材料。 Vm3v-=6  
•可以在光路编辑器(Light Path Editor)中更改此材质。 p4'G$]#  
DpUbzr41+k  
•堆栈周期(Stack Period)允许控制整个配置的周期。 -?mfE+kt  
•此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 B5X(ykaX~  
•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。 Vl:^>jTki  
||;hci O  
j!]YNH@  
O+]Ifm[  
_NMm/]mN /  
M7@2^G]p  
矩形光栅界面参数 B oC5E#;G  
•矩形光栅界面由以下参数定义 ',:*f8Jk  
- 狭缝宽度(绝对或相对) /(iFcMT  
- 光栅周期 \=6l9Lrj>h  
- 调制深度 1IZ3=6  
•可以选择设置横向移位和旋转。 1`a5C.v  
>AcrG]  
H^s<{E0<  
Y*H|?uNF  
高级选项和信息 Kjs.L!W  
•在传播菜单中,有几个高级选项可用。 #MRMNL@   
•传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 ;4.!H,d  
•可以设置总级次数或衰逝波级次数 kzt(i Y_6  
(evanescent orders)。 Of4^?` ^  
•如果考虑金属光栅,这项功能非常实用。 _Em.  
•相反,在介质光栅的情况下,默认设置就足够了。 %k'!Iq+  
yF"1#{*y  
QWzB6H]  
TrLu~4  
•高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 OH">b6>\  
•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。 EUN81F?  
•此外,有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 +\F'iAs@  
•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。 @wE5S6! B\  
"4uS3h2r  
qzf!l"bT  
|j#C|V%kV  
过渡点列表界面 SjwyLc  
•另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 T>R0T{A  
•此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 wtH? [>S;)  
•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。 \}p6v}  
sB c (gr  
r[lF<2&*R  
过渡点列表参数 UrYZ` J  
•过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 8]M_z:F7F  
•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。 e^<#53!  
E )5E$  
S"OR%  
4KH45|; 3  
•必须在周期化(Periodization)选项卡中设置此界面的周期。 3td)'}  
•此处,可以定义x方向和y方向的周期。 & 8l%T'gd  
•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。 %jJ>x3$F  
*:L?#Bw  
H\qC["  
dt`{!lts'  
高级选项及信息 ^(|vsFzn  
•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。 2\7`/,U6  
.zn;:M#T  
]cGA~d  
MD|5 ol9  
正弦光栅界面 (fCXxyZrr  
•另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 W!6qqi{  
•此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 :yeq(o K,  
•如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: ~:3QBMk::  
- 脊的材料:基板的材料 4*e0 hWp  
- 凹槽材料:光栅前面的材料 D (h18  
pBETA'fY  
0IfKJ*]M  
\9/ b!A  
正弦光栅界面参数 BI $   
- 正弦光栅界面也由以下参数定义: 21< j\ M  
•光栅周期 .8y3O]  
•调制深度 /Rg*~Ers *  
- 可以选择设置横向移位和旋转。 V\^EfQ  
- 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。 `.x Fiyc  
pb$~b\s]=  
}w1~K'ck}>  
uwjGDw  
高级选项和信息 rxy&spX  
•同样,可以在高级设置选项卡中调整和研究分解结构的数据。 p\JfFfC  
T)Y=zIQ1]7  
<j5NFJ9  
C@bm  
高级选项及信息 IiZ&Pr  
•如果增加层数(例如,增加2倍),则离散化变得光滑。 k&. Jk B"  
'*?WU_L(g  
&&VqD w  
锯齿光栅界面 #_(jS+lP?k  
•另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 8`fjF/  
•此界面允许配置闪耀结构的光栅。 Ygl%eP%Z  
•如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: L30$%G|  
- 脊的材料:基板的材料 1f8GW  
- 凹槽材料:光栅前面的材料 !X<~-G2)l  
j'BMAn ?  
TH$N5w%  
$.GOZqMs  
锯齿光栅界面参数 ;\\@q"n%<  
•锯齿光栅界面也由以下参数定义: ]- 4QNc=  
- 光栅周期 R hvfC5Hq  
- 调制深度 k:#P|z$UD  
•此外,闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 V`7FKL@"  
•可以选择设置横向移位和旋转。 WN_pd%m  
•由于这是光栅界面(类似矩形和正弦型),因此不必选择周期。 `zE}1M%y  
>$,y5 AJ&  
y;AL'vm9  
aBw2f[mo  
高级选项和信息 yNqe8C,>e  
•同样,可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 IrWD%/$H  
r,Nq7Txn?  
探测器位置的注释 zA!0l*H  
关于探测器位置的注释 BYo/57&:  
•在VirtualLab中,探测器默认位于基板后面的空气中。 dGFGr}&s  
•如果光栅包含在复杂的光学装置中,则必须这样做。 "eWYv3z~-  
•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。 hwI Mn33  
•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)。 u*#ZXW  
•可以避免这些干涉效应的不良影响。 " $ew~;z  
V]vc(rH  
`UQf2o0%3w  
文件信息
y T#{UA^  
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eU N"w,@y  
3:f[gV9K  
QQ:2987619807 FA }_(Hf.[  
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