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infotek 2020-08-20 09:58

使用界面配置光栅结构

摘要 ">M&/}4  
Ljiw9*ZI  
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。 s)?GscPG!  
OnU-FX<  
r7#.DJnN.  
Xy./1`X  
本用例展示了...... yVQW|D0,j  
•如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构,例如: ~Q#! oh'i  
- 矩形光栅界面 j;qV+Rq]t  
- 过渡点列表界面 Ly/  
- 锯齿光栅界面 ]t~'wL#Z  
- 正弦光栅界面 Dc* H:x;  
•如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 *&I _fAh]  
l8J2Xd @   
光栅工具箱初始化 ri-D#F)}  
•初始化 h:|BQC  
-  开始 h4=mGJpm  
光栅 sIbPMu`&U  
通用光栅光路图 yJ `{\7Uqg  
•注意:使用特殊类型的光栅,例如: 矩形形状, Z4:^#98c.  
可直接选择特定的光路图。 R+t]]n6#  
M6 8foeeN  
<$pv;]n  
$BT[fJ'k  
光栅结构设置 >6[d&SM6  
•首先,必须定义基板(基块“Base Block”)的厚度和材料。 :xTm- L  
Q/]o'_[vW  
•在VirtualLab中,光栅结构在所谓的堆栈(stack)中定义。 k7{|\w%  
•堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 "LH!Trl@k  
R^=v&c{@  
}#; .b'`  
)#1!%aQ  
•例如,选择第一个界面上的堆栈。 {; th~[  
$iMLT8U  
堆栈编辑器 b#"&]s-  
•在堆栈编辑器(Stack Editor)中,可以从目录中添加或插入界面。 V rd16s  
•VirtualLab的目录提供了几种类型的界面。 所有界面都可以用来定义光栅。 @y'ZM  
DF>tQ  
_"OE}$C  
*0?@/2&  
矩形光栅界面 /2hRL yeAZ  
^16zZ*  
•一种可能的界面是矩形光栅界面。 3Agyp89}Q  
•此类界面适用于简单二元结构的配置。 z;?j+ZsdH  
•在此示例中,由银制成的光栅位于玻璃基板上。 Ycx}FYTY  
•为此,增加了一个平面界面,以便将光栅结构与基块分开。 G,c2?^#n  
•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。 Rry] 6(  
`iN\@)E  
a1Q%Gn@R  
l]#=I7 6  
矩形光栅界面 s[dIWYs#  
•请注意:界面的顺序始终从基板表面开始计算。 QSn18V>{  
•所选界面在视图中以红色突出显示。 +]z Rn  
,!LY:pMK  
•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。 '\+"3!$  
•可以在光路编辑器(Light Path Editor)中更改此材质。 >@ xe-0z  
CEBG9[|  
•堆栈周期(Stack Period)允许控制整个配置的周期。 r b\t0tg  
•此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 ~t/i0pKq.  
•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。 `u7^r^>A  
}%jpqip  
5W&L cBB  
lN8l71N^  
lhnGk'@d  
zUNUH^Il  
矩形光栅界面参数 ,nCvA%B!  
•矩形光栅界面由以下参数定义 ]NI CQ9  
- 狭缝宽度(绝对或相对) ggitUQ+t;G  
- 光栅周期 f [.'V1  
- 调制深度 om9'A=ZU  
•可以选择设置横向移位和旋转。 5~T+d1md  
$~/cxLcT  
w)RedJnf  
,!GoFu  
高级选项和信息 HRjbGc|[  
•在传播菜单中,有几个高级选项可用。 *}';q`u }  
•传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 9Li&0E  
•可以设置总级次数或衰逝波级次数 O"df5x9@  
(evanescent orders)。 osd oL  
•如果考虑金属光栅,这项功能非常实用。 oyY z3X  
•相反,在介质光栅的情况下,默认设置就足够了。 O^ui+44wp  
q86}'dFw{  
W[a"&,okqO  
nf<I  
•高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 zxIP-QaA  
•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。 *5*#Z~dut8  
•此外,有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 qO8:|q1%;\  
•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。 *]h"J]  
' Q(kx*;  
/':64#'  
WiB~sIp  
过渡点列表界面 S w%6-  
•另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 NWPT89@l  
•此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 jpS$5Ct  
•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。 zS|4@t\__  
-K(d]-yv  
d=8.cQL:E  
过渡点列表参数 a~a:mM > p  
•过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 #Ha"rr46p  
•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。 ={ -kQq  
@9n|5.i  
$F9w0kz:,*  
v_pe=LC{-e  
•必须在周期化(Periodization)选项卡中设置此界面的周期。 O"EL3$9V  
•此处,可以定义x方向和y方向的周期。 }$L1A   
•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。 !L q'o ?  
~o|sma5.  
2p#d  
"aI)LlyCY  
高级选项及信息 ts@Z5Yw*!  
•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。 ^ <`SUBI  
DR3om;Uk  
y6-P6T  
*i#N50k*j'  
正弦光栅界面 Mp!1xx  
•另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 u0sN[<  
•此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 $ta JVVF  
•如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: a9.255  
- 脊的材料:基板的材料 &a e!lB  
- 凹槽材料:光栅前面的材料 ?wv3HN  
5S!j$_(  
OPE+:TvW^  
tjB)-=j[  
正弦光栅界面参数 S{8-XiL,  
- 正弦光栅界面也由以下参数定义: &qSf ~7/  
•光栅周期 y= f.;  
•调制深度 RMpiwO^  
- 可以选择设置横向移位和旋转。 F%&lM[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。 @NL<v-t  
IDw`k[k  
E3[9!L8gb  
}`H{;A h  
高级选项和信息 \b"|p%CL8  
•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。 `8O Bw  
:@P6ibcX  
!\d~9H%`B  
,30lu a  
高级选项及信息 J%xUO1  
•如果增加层数(例如,增加2倍),则离散化变得光滑。 ar,v/l>d4N  
_z%~ m2SP  
MZf?48"f  
锯齿光栅界面 .E+O,@?<  
•另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 R[m{"2|,Lc  
•此界面允许配置闪耀结构的光栅。 Cg~1<J?2  
•如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: ~}d\sQF .  
- 脊的材料:基板的材料 ml^=y~J[  
- 凹槽材料:光栅前面的材料 Bsg^[~jWJu  
x\~ <8o  
yS4VgP'W  
S#oBO%!  
锯齿光栅界面参数 :k`Qj(7S  
•锯齿光栅界面也由以下参数定义: cpw=2vnD  
- 光栅周期 _=`DzudE  
- 调制深度 O gQ8yKfDB  
•此外,闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 lfCr `[!E  
•可以选择设置横向移位和旋转。 WjR2:kT  
•由于这是光栅界面(类似矩形和正弦型),因此不必选择周期。 DCLu^:|C"  
IgwHC0W  
%O#zE-H"  
X 5}=|%Y  
高级选项和信息 o@dT iQK_  
•同样,可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 J?dz>3Rhx9  
-~xQ@+./  
探测器位置的注释 \4j_K*V  
关于探测器位置的注释 hWFOed4C  
•在VirtualLab中,探测器默认位于基板后面的空气中。 :BV$3]y  
•如果光栅包含在复杂的光学装置中,则必须这样做。 fH_l2b[-3@  
•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。 v5pkP  
•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)。 W-|C K&1  
•可以避免这些干涉效应的不良影响。 M[O22wFs  
%(6+{'j~#  
!T:7xEr  
文件信息
=?+w5oI0  
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QQ:2987619807 eY?OUS  
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