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infotek 2020-08-20 09:58

使用界面配置光栅结构

摘要 d6n6= [*  
![V<vIy  
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。 yqYX<<!V  
Wx-{F  
\e?T 9c6,  
~/Ry=8   
本用例展示了...... hQ\]vp7V  
•如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构,例如: [AGm%o=)  
- 矩形光栅界面 I2/wu(~>  
- 过渡点列表界面 '1{~y3  
- 锯齿光栅界面 [n^___7  
- 正弦光栅界面 %8-S>'g'  
•如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 3 (<!pA  
md2kZ.5u  
光栅工具箱初始化 A} "*`y  
•初始化 +pV3.VMH0  
-  开始 p;H1,E:Re#  
光栅 -WYJ1B0v  
通用光栅光路图 Z*Y?"1ar  
•注意:使用特殊类型的光栅,例如: 矩形形状, j IW:O  
可直接选择特定的光路图。 XNl!(2x'pb  
Kfr?sX  
uI%[1`2N-  
fXqe7[  
光栅结构设置 L\B+j+~  
•首先,必须定义基板(基块“Base Block”)的厚度和材料。 bH.">IV  
\\T I4A^#  
•在VirtualLab中,光栅结构在所谓的堆栈(stack)中定义。 PNG'"7O  
•堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 R5FjJ>JE  
X >**M  
/U`"|3  
?L $KlF Y  
•例如,选择第一个界面上的堆栈。 k~gQn:.Cx  
y>o#Hq&qM  
堆栈编辑器 RHBEC@d[}  
•在堆栈编辑器(Stack Editor)中,可以从目录中添加或插入界面。 *?8Q:@:  
•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。 V?gQ`( ,  
#A/jGv^  
x=Ru@nK;  
 O{4m-;  
矩形光栅界面 m1<B6*iG"  
J>'o,"D  
•一种可能的界面是矩形光栅界面。 z~W@`'f  
•此类界面适用于简单二元结构的配置。 " c]Mz&z  
•在此示例中,由银制成的光栅位于玻璃基板上。 &@Q3CCDS  
•为此,增加了一个平面界面,以便将光栅结构与基块分开。 %iGME%oXr  
•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。 yJr Pb"  
Ff,M ~zn  
l(`w]=t&  
e^FS/=  
矩形光栅界面 s810714  
•请注意:界面的顺序始终从基板表面开始计算。 ,aN/``j=  
•所选界面在视图中以红色突出显示。 x?%vqg^r  
wS5hXTb"  
•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。 dfrq8n]  
•可以在光路编辑器(Light Path Editor)中更改此材质。 GM%|mFqeu  
l|&nGCW  
•堆栈周期(Stack Period)允许控制整个配置的周期。 >Kr,(8rA  
•此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 ecF I"g  
•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。 *<UQ/)\  
]EK"AuEz`  
!At_^hSqz  
a@7we=!  
k/LV=e7  
$nVTN.k  
矩形光栅界面参数 $a-~ozr`C  
•矩形光栅界面由以下参数定义 b2 ),J  
- 狭缝宽度(绝对或相对) LJiMtqg  
- 光栅周期 \\'!<Bn2d  
- 调制深度 Q`oi=O YB  
•可以选择设置横向移位和旋转。 Y,8M[UIK  
F|PYDC  
s<5t}{x  
:4WwCpgz,  
高级选项和信息 W w8[d  
•在传播菜单中,有几个高级选项可用。 qBpY3]/  
•传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 mr/^lnO  
•可以设置总级次数或衰逝波级次数 :&a|8Wi[W  
(evanescent orders)。 (YR] X_  
•如果考虑金属光栅,这项功能非常实用。 ,:#prT[P"  
•相反,在介质光栅的情况下,默认设置就足够了。 !qcR5yk`2  
& IDF9B  
YZoudX'"  
+Q'/c0o  
•高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 4Q]+tXes  
•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。 [<%yUy  
•此外,有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 n,0}K+}  
•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。 y/PEm)=Tt  
"ex? #qD&  
UdY9*k  
r)b`3=  
过渡点列表界面 ZSbD4 |_  
•另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 2L,e\]2Z  
•此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 #fFEo)YG  
•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。 ^+P]_< 43  
l&C%oW  
}R>g(q=N  
过渡点列表参数 1di?@F2f  
•过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 wPW9bu  
•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。 *m|]c4  
FV^kOz  
B0YY7od  
H_$"]iQ  
•必须在周期化(Periodization)选项卡中设置此界面的周期。 U %KoG-#  
•此处,可以定义x方向和y方向的周期。 Z|j8:Ohz  
•在这种情况下,可以忽略内部和外部定义区域的设置,因为接口的扩展已经被周期性边界条件截断。 3)T5}_  
c\R! z&y~  
5-+Y2tp}  
3rWqt  
高级选项及信息 MjLyB^ M  
•同样,可以在高级设置选项卡页面上调整和研究分解结构的数据。 8Mp  
sd=i!r)ya  
X/.|S57  
0.Iw/e  
正弦光栅界面 ha(hG3C  
•另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 IP~g7`Y  
•此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 21;n0E  
•如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: )kd PAw  
- 脊的材料:基板的材料 ^%_LA't'R  
- 凹槽材料:光栅前面的材料 ZLO _5#<  
Oo#wPT;1^(  
@c&)K^v8  
,>Yz1P)L  
正弦光栅界面参数 iPs()IN.O  
- 正弦光栅界面也由以下参数定义: I=b#tUBh8  
•光栅周期 kDm=Cjxv  
•调制深度 Et7AAV*8g  
- 可以选择设置横向移位和旋转。 u2F 3>s  
- 由于这是光栅界面(类似于矩形和锯齿借口),因此不必选择周期。 ~fS#)X3 D  
t=U[ ;?  
NcPzmW{#;g  
tw.%'oJ7  
高级选项和信息 6bU/IVP  
•同样,可以在高级设置选项卡中调整和研究分解结构的数据。 N($j;<Q  
gzuM>lf*{  
1*=[% d7  
(apAUIE  
高级选项及信息 |"ck;.)  
•如果增加层数(例如,增加2倍),则离散化变得光滑。 yyZjMnuD  
B]kz3FF  
T%ha2X=  
锯齿光栅界面 T9(~^}_+9  
•另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 T$'Ja'9Kj  
•此界面允许配置闪耀结构的光栅。 @jjp\~  
•如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: 0$P40 7  
- 脊的材料:基板的材料  ) .#,1  
- 凹槽材料:光栅前面的材料 mjH8q&szf  
^D6JckW  
{)`5*sd  
zf^!Zqn[8z  
锯齿光栅界面参数 ##FN0|e&  
•锯齿光栅界面也由以下参数定义: (?~F}u v  
- 光栅周期 X3q'x}{  
- 调制深度 _~6AUwM  
•此外,闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 /Bb\jvk-E  
•可以选择设置横向移位和旋转。 /LJ?JwAvg5  
•由于这是光栅界面(类似矩形和正弦型),因此不必选择周期。 lZb1kq%9g  
Yr[1-Oy/k  
rs!J<CRq  
Kw'A%7^e  
高级选项和信息 TCB<fS~U-  
•同样,可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 R{4O*i8#  
F[Peil+|`  
探测器位置的注释 %*LdacjZ  
关于探测器位置的注释 VP|9Cm=Fg  
•在VirtualLab中,探测器默认位于基板后面的空气中。 'e0qdY`  
•如果光栅包含在复杂的光学装置中,则必须这样做。 U4Qc$&j>  
•但是,完美的平面和平行基板可能会产生一些干涉效应,而实际情况并非如此。 X8Gw8^t  
•因此,为了计算光栅效率,应将探测器设置在基板材料内(同样适用于大多数光栅评估软件)。 0Wk}d(f  
•可以避免这些干涉效应的不良影响。 =#uXO<   
RN!oflb  
haB$W 4x  
文件信息
CM7j^t  
!a?o9<V  
I_N"mnn@Nr  
QK//bV)  
$(C71M|CT  
QQ:2987619807 "i9$w\lm  
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