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infotek 2020-08-20 09:58

使用界面配置光栅结构

摘要 $5z O=`  
r]iec{ ^  
光栅结构广泛用于光谱仪、近眼显示系统等多种应用。VirtualLab Fusion通过应用傅立叶模态方法(FMM)以简易的方式提供对任意光栅结构的严格分析。在光栅工具箱中,可以通过使用堆栈内的各种接口或/和介质来配置光栅结构。 用于设置堆栈几何形状的用户界面是人性化的,并且可用于生成更复杂的光栅结构。 本用例中,介绍了基于界面的光栅结构的配置具体操作流程。 X!2/cgU7  
U{ gJn#e/.  
oIdMDp^$  
k%?wNk>  
本用例展示了...... _fz-fG 1  
•如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构,例如: c!AGKc  
- 矩形光栅界面 ~T7\lJ{%G  
- 过渡点列表界面 kep.+t[  
- 锯齿光栅界面 /[`bPKr  
- 正弦光栅界面 / Li?;H  
•如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 ^|5bK_Z&  
Y-hGHnh]'  
光栅工具箱初始化 ZMQSy7  
•初始化 f7mP4[+dS  
-  开始 C s?kZ %  
光栅 @5K/z<p%  
通用光栅光路图 ;>{B K,  
•注意:使用特殊类型的光栅,例如: 矩形形状, !run3ip`Z  
可直接选择特定的光路图。 m7Nm!Z7  
w&:"x@ -|  
T52A}vf4  
YQxVeS(  
光栅结构设置 _[zO?Div[  
•首先,必须定义基板(基块“Base Block”)的厚度和材料。 ' \Z54$  
fn>MOD!l  
•在VirtualLab中,光栅结构在所谓的堆栈(stack)中定义。 SE&J)Sj]  
•堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 TXD\i Dq  
2JwR?<n{  
^$c+r%9k  
%|bqL3)a_  
•例如,选择第一个界面上的堆栈。 |f;u5r!^=  
@ 6w\q?.s  
堆栈编辑器 z@iu$DZ  
•在堆栈编辑器(Stack Editor)中,可以从目录中添加或插入界面。 y[BUWas(  
•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。 $q);xs  
4zX@TI>j  
6 6WAD$8$  
IF YGl  
矩形光栅界面 uA dgR  
#)QR^ss)iw  
•一种可能的界面是矩形光栅界面。 eSHyA+ F  
•此类界面适用于简单二元结构的配置。 }"BXqh"\`  
•在此示例中,由银制成的光栅位于玻璃基板上。 ]p~w`_3v  
•为此,增加了一个平面界面,以便将光栅结构与基块分开。 gTcLS|& H  
•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。 ?(UeWLC#  
e$}x;&cQ  
q'9u8b  
cL}} ^  
矩形光栅界面 8%q:lI  
•请注意:界面的顺序始终从基板表面开始计算。 Ugzq;}V#  
•所选界面在视图中以红色突出显示。 U0G(  
J24<X9b  
•此外,此处无法定义光栅前方的介质(指最后一个接界面后面的介质)。 它自动取自光栅元件前面的材料。 2&7:JM~#  
•可以在光路编辑器(Light Path Editor)中更改此材质。 *f{\ze@5=  
i_8v >F  
•堆栈周期(Stack Period)允许控制整个配置的周期。 /@-!JF#g  
•此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 tJ`tXO  
•如果是简单的光栅结构,建议选择“取决于界面周期”(Dependent from Period of Interface)选项,并选择适当的周期性界面索引。 xsn2Qn/P  
;DbEP.%u$  
|tF:]jnIt  
l0N~mes  
s>hNwb/  
5jAiqJq~y:  
矩形光栅界面参数 a~jU~('4}w  
•矩形光栅界面由以下参数定义 >qkZn7C   
- 狭缝宽度(绝对或相对) +QpgG4h  
- 光栅周期 AlF"1X02  
- 调制深度 BnJpC<xm  
•可以选择设置横向移位和旋转。 %X)w$}WH  
NbnahhS  
hq[;QF:B  
SbS*z:  
高级选项和信息 ehe hTP  
•在传播菜单中,有几个高级选项可用。 EY'kIVk  
•传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 wj$l 093  
•可以设置总级次数或衰逝波级次数 ,`kag~bZ  
(evanescent orders)。 p,#t[K  
•如果考虑金属光栅,这项功能非常实用。 #pDWwnP[rt  
•相反,在介质光栅的情况下,默认设置就足够了。 IL*Ghq{/  
HoE@t-S  
}t5-%&gBY0  
!C ]5_  
•高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 x~3N})T5  
•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。 R|4a9G  
•此外,有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 v__n>*x  
•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。 %%d3M->C}  
8x":7 yV&  
lRb|GS.h/  
ppL*#/jYt  
过渡点列表界面 /Mq9~oC  
•另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 02+ k,xFb  
•此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 =zaf{0c  
•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。 /qf(5Bm  
?w/i;pp<,  
~@Yiwp\"  
过渡点列表参数 H{yUKZH*  
•过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 7T7 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。 e'"2yA8dh"  
7I\qEr57  
s0EF{2<F  
^LAP*R  
•必须在周期化(Periodization)选项卡中设置此界面的周期。 w~+C.4=7  
•此处,可以定义x方向和y方向的周期。 =17d7#-  
•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。 wAt|'wP :  
>aw`kr  
;iB9\p$K)  
[Q0n-b,Q  
高级选项及信息 0[\sz>@  
•同样,可以在高级设置选项卡页面上调整和研究分解结构的数据。 }.ZT?p\  
MZ$x(Vcj  
$G UCVxs  
2lb HUK  
正弦光栅界面 8rV"? m`S  
•另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 p"'knZ G  
•此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 /w|!SZB  
•如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: ab-z 7g  
- 脊的材料:基板的材料 %?sPKOh3N}  
- 凹槽材料:光栅前面的材料 W{@,DQ  
Yee% <<S  
+Oxw?`I$  
-e2f8PV?3  
正弦光栅界面参数 ]S2F9  
- 正弦光栅界面也由以下参数定义: b7uxCH]Z  
•光栅周期 A r=P;6J  
•调制深度 )I{~Pcq  
- 可以选择设置横向移位和旋转。 #B$r|rqamq  
- 由于这是光栅界面(类似于矩形和锯齿借口),因此不必选择周期。 V7S[rI<<r  
2h;#BJ))  
uge~*S  
)(/Bw&$  
高级选项和信息 XJSI/jpa@  
•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。 +<})`(8  
._X|Ye9/  
w/49O;rV  
YqQAogy h  
高级选项及信息 N9S?c  
•如果增加层数(例如,增加2倍),则离散化变得光滑。 t 3l-]  
E*"-U!?)l2  
;t xW\iy%Z  
锯齿光栅界面 QJH((  
•另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 y 1I(^<qO=  
•此界面允许配置闪耀结构的光栅。 lj US-6  
•如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: yDORL| E'  
- 脊的材料:基板的材料 Ny" "lcy  
- 凹槽材料:光栅前面的材料 dq4t@:\o0  
I9ZJ"29  
l0&U7gr  
AMSn^ 75  
锯齿光栅界面参数 77/j}Pxh  
•锯齿光栅界面也由以下参数定义: IM(=j  
- 光栅周期 4#Rq}/h  
- 调制深度 c#L.I  
•此外,闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 K&IHt?vh!  
•可以选择设置横向移位和旋转。 V9\y*6#Y,  
•由于这是光栅界面(类似矩形和正弦型),因此不必选择周期。 C"cBlru8B  
na`8ulN_  
e_ h`x+\:  
/ReOf<%B  
高级选项和信息 KB`">zq$u  
•同样,可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 b8O }XB  
vO 3-B   
探测器位置的注释 8h{;*Wr-  
关于探测器位置的注释 ;kLp}CqV  
•在VirtualLab中,探测器默认位于基板后面的空气中。 Egm-PoPe  
•如果光栅包含在复杂的光学装置中,则必须这样做。 =vD}O@tN  
•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。 =rzhaU'A'  
•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)。 q6T>y%|FZ  
•可以避免这些干涉效应的不良影响。 z#Cgd-^7.#  
xN>+!&3%w  
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文件信息
#+SdX[ N  
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QQ:2987619807 gMB/ ~g5b0  
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