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infotek 2020-08-20 09:58

使用界面配置光栅结构

摘要 Z>.('  
^HWa owy=  
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。 >4?735f=x  
G#.q%Up  
DNRWE1P2bg  
QOv@rP/  
本用例展示了...... VP }To  
•如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构,例如: wYd{X 8$  
- 矩形光栅界面 C)&BtiUN/  
- 过渡点列表界面 >B$B|g~  
- 锯齿光栅界面 I9sQPa  
- 正弦光栅界面 =BO>Bi&&  
•如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 }4q1"iMlO  
' $"RQ=  
光栅工具箱初始化 3oPyh $*  
•初始化 U ?6.UtNf  
-  开始 /!pJ"@  
光栅 !)EYM&:Y  
通用光栅光路图 4@9xq<<5  
•注意:使用特殊类型的光栅,例如: 矩形形状, =<r1sqf  
可直接选择特定的光路图。 +o K*5 Y  
pE{Ecrc3|  
"8\2w]"  
CS;4ysNf  
光栅结构设置 Eu[/* t+l  
•首先,必须定义基板(基块“Base Block”)的厚度和材料。 /Uni6O)oc  
{Lsl2@22  
•在VirtualLab中,光栅结构在所谓的堆栈(stack)中定义。 =A_fL{ SM  
•堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 zCmx1Djz  
G^le91$  
HDj260a  
/PEL[Os  
•例如,选择第一个界面上的堆栈。 CTQJ=R"  
,Y7QmbX^  
堆栈编辑器 Cq}E5M  
•在堆栈编辑器(Stack Editor)中,可以从目录中添加或插入界面。  ^]?ju L  
•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。 Fm[3Btn  
D/Py?<n-B  
5Rae?* XH  
JD]uDuE  
矩形光栅界面 o`Q.;1(Y'  
aqv'c j>  
•一种可能的界面是矩形光栅界面。 9<5S!?JL  
•此类界面适用于简单二元结构的配置。 f8)fm2^09  
•在此示例中,由银制成的光栅位于玻璃基板上。 L fZF  
•为此,增加了一个平面界面,以便将光栅结构与基块分开。 f7&9IW`7F^  
•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。 #j)"#1IE2W  
D"&Sd@a{  
k\-h-0[|  
9u%(9Ae  
矩形光栅界面 Yzw[.(jc}  
•请注意:界面的顺序始终从基板表面开始计算。 ipS:)4QFxJ  
•所选界面在视图中以红色突出显示。 +9B .}t#  
M<P8u`)>4H  
•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。 N t\ZM  
•可以在光路编辑器(Light Path Editor)中更改此材质。 Y;k iU  
22 feYm|  
•堆栈周期(Stack Period)允许控制整个配置的周期。 H^M>(kT#&  
•此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 U+&Eps&NI  
•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。 [OR"9W&  
;*WG9Y(W  
I8uFMP  
w YQEm  
Zr[B*1,ZV  
<T]ey  
矩形光栅界面参数 zpZfsn!  
•矩形光栅界面由以下参数定义 ~yJJ00%  
- 狭缝宽度(绝对或相对) ]`M2Kwp  
- 光栅周期 Q"H/RMo-  
- 调制深度 <6X*k{  
•可以选择设置横向移位和旋转。 IL`=r6\  
I moxg+u  
c:""&>Z  
fg4mP_  
高级选项和信息 /@I`V?Q!a  
•在传播菜单中,有几个高级选项可用。 w/*m_O\!  
•传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 b7B|$T,  
•可以设置总级次数或衰逝波级次数 dg_w$#  
(evanescent orders)。 n}c~+ 0`un  
•如果考虑金属光栅,这项功能非常实用。 Nnq1&j"m  
•相反,在介质光栅的情况下,默认设置就足够了。 gFsqCx<q  
8e1Z:axn0  
zjOOEvi  
tS-gaT`T  
•高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 QNH3\<IS  
•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。 3 FV -&Y  
•此外,有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 kpxGC,I^*.  
•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。 ILqBa:J  
wx YGr`f  
b`@J"E}  
<_#2+7Qs  
过渡点列表界面 E;[Uhh|78!  
•另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 7Gy:T47T\@  
•此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 ~S\> F\v6'  
•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。 W#=,FZT  
5{ bc&?"  
_*MK"  
过渡点列表参数 !#=3>\np+X  
•过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 *"OUwEl 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。 n2EPx(~  
!-%XrU8o3  
2_y]MXG+%  
p4 =/rkq  
•必须在周期化(Periodization)选项卡中设置此界面的周期。 )]s<Czm%  
•此处,可以定义x方向和y方向的周期。 1GK>&;  
•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。 ZvMU3])u  
=E<H_cUS  
6?;z\ AP&  
Pc2!OQC'""  
高级选项及信息 ?)186dp  
•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。 zo8D"  
~?FhQd\Q  
?{e}ouKYX1  
_{-[1-lN5_  
正弦光栅界面 0^sY>N"  
•另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 :mW< E  
•此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 <fM}Kk  
•如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: -J8Hsqf@  
- 脊的材料:基板的材料 k5Fj "U  
- 凹槽材料:光栅前面的材料 O1S7t)ag  
X%3?sH  
Ikw@B)0}  
(zsv!U  
正弦光栅界面参数 7eAV2.  
- 正弦光栅界面也由以下参数定义: y.c6r> }  
•光栅周期 P^Owgr=Y  
•调制深度 t ^[fu,  
- 可以选择设置横向移位和旋转。 E6Z kO/  
- 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。 iER@_?  
bd~m'cob>  
-5 D<zP/  
fBj)HoHQW  
高级选项和信息 doOuc4  
•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。 1P*hC<  
hlB\Xt  
IEMa/[n/  
q\]X1N  
高级选项及信息 W(R~K -  
•如果增加层数(例如,增加2倍),则离散化变得光滑。 5a$EXV  
V`1{*PrI@L  
#Pp:H/b  
锯齿光栅界面 )Wr_*>xj  
•另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 .Zv~a&GE  
•此界面允许配置闪耀结构的光栅。 c|;n)as9(%  
•如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: 4P k%+l  
- 脊的材料:基板的材料 YLGE{bS  
- 凹槽材料:光栅前面的材料 |w}j!}u  
HFZ'xp|3dn  
o_BTo5]  
Z17b=x Jw  
锯齿光栅界面参数 ekL;SN  
•锯齿光栅界面也由以下参数定义: VMRfDaO9  
- 光栅周期 Y=O+d\_W  
- 调制深度 Syy{ ^Ae}  
•此外,闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 6]Hwr_/tk  
•可以选择设置横向移位和旋转。 G rp{ .  
•由于这是光栅界面(类似矩形和正弦型),因此不必选择周期。 jDpA>{O[  
9hfg/3t('  
1+uZF  
3NLn}  
高级选项和信息 c 'wRGMP  
•同样,可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 Sv{n?BYq  
.Y;f 9R  
探测器位置的注释 $jg[6`L$  
关于探测器位置的注释 w\o6G7  
•在VirtualLab中,探测器默认位于基板后面的空气中。 k`8O/J  
•如果光栅包含在复杂的光学装置中,则必须这样做。 B_Q{B|eEt&  
•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。 6/mz., g2  
•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)。 =J IceLL  
•可以避免这些干涉效应的不良影响。 -&>V.hi7  
~3?-l/$  
Zek@xr;]  
文件信息
x2"1,1%H7  
*v+l,z4n  
N7_eLhPt*8  
$qQYxx@  
ES&u*X:  
QQ:2987619807 J 7R(X  
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