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2020-08-20 09:58 |
使用界面配置光栅结构
摘要 =o{zw+|% % @ L% 3} 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。 e0j*e7$ &UbNp8h ~e~4S~{ }n:'@} 本用例展示了...... l]T|QhiVd •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构,例如: <z %zzc1s - 矩形光栅界面 H:,rNaz7D^ - 过渡点列表界面 !(uyqplTk - 锯齿光栅界面 h+,zfVJu - 正弦光栅界面 ?%;7k'0" •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 yFl@z *1ku2e]z 光栅工具箱初始化 < I8hy$+6 •初始化 Xy_+L_h^ - 开始 NLoJmOi;L7 光栅 Eae]s8ek9 通用光栅光路图 EtcAU}9 •注意:使用特殊类型的光栅,例如: 矩形形状, @,i:fY 可直接选择特定的光路图。 ~-A5h( Xv]O1 f cI t$]lK6 s$&:F4=? 光栅结构设置 ;5PXPpJ •首先,必须定义基板(基块“Base Block”)的厚度和材料。 nI|jUD+y dL |D •在VirtualLab中,光栅结构在所谓的堆栈(stack)中定义。 ~U~KUL| •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 .N5}JUj ^7Z)/c`" w/~,mzM" *-3K],^a •例如,选择第一个界面上的堆栈。 ,m8l
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BV9B}IV 堆栈编辑器 O<Ht-TN& •在堆栈编辑器(Stack Editor)中,可以从目录中添加或插入界面。 [Sg1\UTl •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。 )f*&}SV 2%. A{! 2?z3s|+[ x: `oqbd 矩形光栅界面 9=ns.r 7xO
=:* •一种可能的界面是矩形光栅界面。 ;R@zf1UYA •此类界面适用于简单二元结构的配置。 '.c[7zL •在此示例中,由银制成的光栅位于玻璃基板上。 :+bQPzL •为此,增加了一个平面界面,以便将光栅结构与基块分开。 !X`
5 •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。 ltwX- ZMt9'w; jdK~]eld= =!GUQLS{ 矩形光栅界面 #OqQD6 •请注意:界面的顺序始终从基板表面开始计算。 E<:XHjm •所选界面在视图中以红色突出显示。 W.r0W2))( $k,Z)2 •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。 *l)_&p •可以在光路编辑器(Light Path Editor)中更改此材质。 d/v{I I+rHb<
P% •堆栈周期(Stack Period)允许控制整个配置的周期。 ;ug&v
C •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 |cEJRs@B •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。 p^3]Q [ %cW ?@ ZNuz%VO zq>pK_WG |F=!0Id< +0{m(%i 矩形光栅界面参数 e=<knKc
Q •矩形光栅界面由以下参数定义 TD'Rv Tpl - 狭缝宽度(绝对或相对) Q>8F&p?R - 光栅周期 /x c<& - 调制深度 LBq~?Q.e •可以选择设置横向移位和旋转。 'Ybd'|t{} $sTbFY |]1-ck! I<`K;El' 高级选项和信息 %PRG;kR •在传播菜单中,有几个高级选项可用。 5^<X:1J$ •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 0x7F~%%2 •可以设置总级次数或衰逝波级次数 {;4Y5kj (evanescent orders)。 2BZYC5jy •如果考虑金属光栅,这项功能非常实用。 cXU8}>qY7 •相反,在介质光栅的情况下,默认设置就足够了。 \3JZ=/ ~b}a|K NRN3*YGo W/!M
eTU&E •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 e/Wrm^]y •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。 BgRfy2: •此外,有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 xP#vAR •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。 )9I>y2WU~ !m"LIa#/Cs ,n<t':- #S)]`YW 过渡点列表界面 @ x_. •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 B~+3<# B •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 t5t,(^ ;f •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。 Oxo?\
:T *j5>2-C & GKT2x '(e 过渡点列表参数 t"x
8]Gy •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 ;wo •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。 Q6blX6DWU .1n=&d| z"#iG&>a, %LyZaU_sB •必须在周期化(Periodization)选项卡中设置此界面的周期。 KZy2c6XO; •此处,可以定义x方向和y方向的周期。 Tzr_K •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。 KYE)#<V}@ G"k.sRKu CD]hi,B_J !%MI9Ok 高级选项及信息 T8<pb^# •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。 !dnCrR er@"4R0 21NGsG $HgBzZ7A2 正弦光栅界面 SnIH6k0T_ •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 LLy w9y1 •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 U*sjv6*T •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: Lx%*IE|c - 脊的材料:基板的材料 q4u,pm,@ - 凹槽材料:光栅前面的材料 "/e_[_j -R%T Dx g)?Ol zT<fTFJ1 正弦光栅界面参数 CFE ubEb - 正弦光栅界面也由以下参数定义: LR:PSgy •光栅周期 Ov$>CA •调制深度 M3XG s|gw - 可以选择设置横向移位和旋转。 Z2n
Jw - 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。 z<_&4)2{ *Bfo"["0. jej.!f:H ),{v 高级选项和信息 x[?N[>uw •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。 0gRj3al( ;x<5F+b Vz.G!*>Dg ML _$/ 高级选项及信息 /esdtH$= •如果增加层数(例如,增加2倍),则离散化变得光滑。 ( p(/ cI Sugk~ }K.Rv(m 锯齿光栅界面 Q};n%&n& •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 #|PPkg%v< •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 Pj-.oS2dA •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: m+UWvUB) - 脊的材料:基板的材料 ^fiJxU - 凹槽材料:光栅前面的材料 ` ~w|Xz "Jahc.I ]?<
wUd BGd# \2 锯齿光栅界面参数 SND@#?hiO •锯齿光栅界面也由以下参数定义: D`|8Og - 光栅周期 ^ps6\>=0cW - 调制深度 uTShz3 •此外,闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 M)F_$
ICE- •可以选择设置横向移位和旋转。 ,.kJF4s& •由于这是光栅界面(类似矩形和正弦型),因此不必选择周期。 eA{nwtN mjQZ"h0 {MRXKnm;e Z~0TO-Q 高级选项和信息 ^h$^j •同样,可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 -uKTEG[ _<E.?K$gbU 探测器位置的注释 v9\U2j 关于探测器位置的注释 +>&i]x(b •在VirtualLab中,探测器默认位于基板后面的空气中。 iQJa6QF&: •如果光栅包含在复杂的光学装置中,则必须这样做。 jn
5v •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。
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'^]Zx •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)。 yk0tA •可以避免这些干涉效应的不良影响。 ;J@U){R $`A{-0=x\U qzj.N$9] 文件信息 J$W4AT "ejsz&n {Gr"lOi*@ $>8O2p7W J9*i`8kU. QQ:2987619807 "Xg~1)%
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