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infotek 2020-08-20 09:58

使用界面配置光栅结构

摘要 (e{pAm  
\?.M1a[  
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。 P\|i<Ds_M  
!}uev  
w~9=6|_  
^Ul *Nm  
本用例展示了...... @)wNINvD  
•如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构,例如: G9\@&=  
- 矩形光栅界面 X=OJgyO/  
- 过渡点列表界面 ,7Lu7Q  
- 锯齿光栅界面 oG;;='*  
- 正弦光栅界面 Mj@ 0F 2hy  
•如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 G@n%P~  
W%7m3/d  
光栅工具箱初始化 '| |),>~  
•初始化 A|U_$!cLZ  
-  开始 4mzWNr>fb  
光栅 V0WFh=CM@  
通用光栅光路图 E :Y *;  
•注意:使用特殊类型的光栅,例如: 矩形形状, PizPsJ|&  
可直接选择特定的光路图。 5zBsulRt  
rRZ ,X%  
vl}uHdeP9  
mI~k@!3  
光栅结构设置 lTv_%hUp  
•首先,必须定义基板(基块“Base Block”)的厚度和材料。 nMHs5'_y  
d6k`=Hlg  
•在VirtualLab中,光栅结构在所谓的堆栈(stack)中定义。 wMB<^zZmv  
•堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 sj@'C@oK  
#zcnc$x\  
q y8=4~40  
aTy&"  
•例如,选择第一个界面上的堆栈。 P1 `-OM  
9f4#b8  
堆栈编辑器 Et+N4w  
•在堆栈编辑器(Stack Editor)中,可以从目录中添加或插入界面。 Ci ? +Sl  
•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。 ' RjFWHAp  
d98ZC+q  
93d ht  
Q04iuhDO:  
矩形光栅界面 1vQj` F  
nNFZ77lg  
•一种可能的界面是矩形光栅界面。 $u9y H Z  
•此类界面适用于简单二元结构的配置。 eS jXaZh  
•在此示例中,由银制成的光栅位于玻璃基板上。 AjZ@hid  
•为此,增加了一个平面界面,以便将光栅结构与基块分开。 <zK9J?ZQW>  
•在堆栈编辑器的视图中,根据折射率(黑暗表示更高),其他颜色表示不同的材料。 { LJRdV  
bg)yl iX  
'I_\ELb_  
?8X+)nU@  
矩形光栅界面 f&Bu_r  
•请注意:界面的顺序始终从基板表面开始计算。 M+ gYKPP  
•所选界面在视图中以红色突出显示。 Q[y75 [  
`1KZ14K  
•此外,此处无法定义光栅前方的介质(指最后一个接界面后面的介质)。 它自动取自光栅元件前面的材料。 \~zTc_  
•可以在光路编辑器(Light Path Editor)中更改此材质。 U:E:"  
!R WX1Z  
•堆栈周期(Stack Period)允许控制整个配置的周期。 7oDr`=q1]r  
•此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 O(otI-Lc  
•如果是简单的光栅结构,建议选择“取决于界面周期”(Dependent from Period of Interface)选项,并选择适当的周期性界面索引。 fmvv q1G&  
mYN|)QVKy  
#{l+I( M  
G~e`O,+  
Oav^BhUO  
ge[+/$(1  
矩形光栅界面参数 U&/Jh^Yy  
•矩形光栅界面由以下参数定义 o=2y`Eq  
- 狭缝宽度(绝对或相对) xgtdmv%  
- 光栅周期 _~DFZt@T  
- 调制深度 *IGgbg[0  
•可以选择设置横向移位和旋转。 Mnaoh:z  
2`l$uEI3oJ  
Ajhrsa\~a  
W]n%$a  
高级选项和信息 atFj Vk^  
•在传播菜单中,有几个高级选项可用。 ue$\ i=jw  
•传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 Mx-,:a9}  
•可以设置总级次数或衰逝波级次数 t_WNEZW7f  
(evanescent orders)。 56AaviEC  
•如果考虑金属光栅,这项功能非常实用。 yKa}U!$   
•相反,在介质光栅的情况下,默认设置就足够了。 fdzD6K ZI  
^c^9kK'  
"S^;X @#v  
8Hs>+Udl  
•高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 `yHV10  
•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。 Hi9;i/  
•此外,有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 ^owEB%  
•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。 a)[XJLCQ  
JB'q_dS}  
aIZ@5w"7  
^&DHBx"J  
过渡点列表界面 Zcz)FP#  
•另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 r+>E`GGQ  
•此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 U^~K-!0  
•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。 SA{A E9y  
'e\m6~u\hm  
~|pVz/s|G  
过渡点列表参数 ZQnJTS+Rd  
•过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 lb&tAl"D  
•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。 (ZjIwA9>  
OHqLMBW!!  
9 YU7R)  
Sy'/%[+goJ  
•必须在周期化(Periodization)选项卡中设置此界面的周期。 PT|^RF%fT  
•此处,可以定义x方向和y方向的周期。 B.K"1o  
•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。 x"v5'EpL  
fh )QX  
D_9&=a a'  
Y+V*$73`  
高级选项及信息 [FC7+ Ey^  
•同样,可以在高级设置选项卡页面上调整和研究分解结构的数据。 1U~AupHE  
i?'HVx  
McxJ C<  
V@8 4Cb  
正弦光栅界面 CjOaw$s  
•另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 [={pF q`  
•此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 WMZa6cH  
•如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: zV4%F"-  
- 脊的材料:基板的材料 \h :Rw|  
- 凹槽材料:光栅前面的材料 g 6>R yjN  
/,/T{V[  
%OfaBv&  
22}J.'Zb  
正弦光栅界面参数  Cj_cu  
- 正弦光栅界面也由以下参数定义: PM7*@~.  
•光栅周期 `Kpn@Xg  
•调制深度 s7(mNpo  
- 可以选择设置横向移位和旋转。 ]*%0CDY6`N  
- 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。 iZg v VH  
ysGK5kFz  
_;v4 ]MU  
MHI0>QsI  
高级选项和信息 oSx]wZZ  
•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。 5z5#_*)O  
|M)'@s:  
(gvaYKvr  
FGzB7w#  
高级选项及信息 Q;)[~p  
•如果增加层数(例如,增加2倍),则离散化变得光滑。 \uQ(-ji  
Pqo"~&Y|~  
Jq<&`6hn  
锯齿光栅界面 w/~,mzM"  
•另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 *-3K],^a  
•此界面允许配置闪耀结构的光栅。 80![aj}z4G  
•如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: CbS- Rz:  
- 脊的材料:基板的材料 O<Ht-TN&  
- 凹槽材料:光栅前面的材料 )f*&}SV  
s34{\/'D+  
ht!o_0{~  
U $# ?Lw  
锯齿光栅界面参数 ] RN&s  
•锯齿光栅界面也由以下参数定义:  J5*krH2i  
- 光栅周期 M// q7SHh  
- 调制深度 % E3  
•此外,闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 QO[!  
•可以选择设置横向移位和旋转。 F7Mf>."  
•由于这是光栅界面(类似矩形和正弦型),因此不必选择周期。 8l~] }2LAs  
Kxn/@@z>u  
-ce N}Cb3  
1 }Tbp_  
高级选项和信息 vCb3Ra~L`  
•同样,可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 {SY@7G]  
K;k_MA310  
探测器位置的注释 plh.-"   
关于探测器位置的注释 ?k TVC  
•在VirtualLab中,探测器默认位于基板后面的空气中。 <ZSH1~<{6  
•如果光栅包含在复杂的光学装置中,则必须这样做。 Ckj2$c~  
•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。 *Cz>r}W  
•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)。 Yev] Lp  
•可以避免这些干涉效应的不良影响。 ]e$mTRi*  
A0m  
Nv,1F  
文件信息
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QQ:2987619807 1p[C5j3  
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