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infotek 2020-08-20 09:58

使用界面配置光栅结构

摘要 t-*oVX3D  
I9O!CQCTt  
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。 h$.y)v  
< ek_n;R  
RL7OFfMe  
Z? u\  
本用例展示了...... 7t=e"|^  
•如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构,例如: g N76  
- 矩形光栅界面 k_?xi OSh  
- 过渡点列表界面 hn\<'|n  
- 锯齿光栅界面 n=!]!'h\:  
- 正弦光栅界面 :=WiT_M  
•如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 l&2A]5C  
(~}IoQp>  
光栅工具箱初始化 3qU#Rg ;7  
•初始化 )X2=x^u*U  
-  开始 ~Fp,nE-B  
光栅 Tn2nd  
通用光栅光路图 6!7LgM%4  
•注意:使用特殊类型的光栅,例如: 矩形形状, tn!z^W  
可直接选择特定的光路图。 N)|mA)S)  
 w=5D>]  
M7!>-P  
qXPjxTg{[  
光栅结构设置 >ly`1t1  
•首先,必须定义基板(基块“Base Block”)的厚度和材料。 I} a`11xb`  
J4 [7*v  
•在VirtualLab中,光栅结构在所谓的堆栈(stack)中定义。 :#W40rUb  
•堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 T[*1*303  
,tJ%t#  
5W_u|z+/g  
"\M16N  
•例如,选择第一个界面上的堆栈。 9[K".VeT]  
Y-\/Y*;cd  
堆栈编辑器 [mX/]31  
•在堆栈编辑器(Stack Editor)中,可以从目录中添加或插入界面。 `(s&H8x#  
•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。 $GhdH)  
d#E]>:w9  
WBT/;),}:  
N"Y)  
矩形光栅界面 1FCqkwq[  
P(pw$ q$S  
•一种可能的界面是矩形光栅界面。 DZo7T!  
•此类界面适用于简单二元结构的配置。 G?D7R/0)  
•在此示例中,由银制成的光栅位于玻璃基板上。 _)s<E9t2N  
•为此,增加了一个平面界面,以便将光栅结构与基块分开。 Au Ib>@a  
•在堆栈编辑器的视图中,根据折射率(黑暗表示更高),其他颜色表示不同的材料。 1|$V  
QCB2&lN\&L  
&|>CW:)&1"  
?HwW~aO  
矩形光栅界面 Y"~Tf{8  
•请注意:界面的顺序始终从基板表面开始计算。  eX7dyM  
•所选界面在视图中以红色突出显示。 V|GH4DT=  
9}p>='  
•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,D~ whZx  
•可以在光路编辑器(Light Path Editor)中更改此材质。 4FSA:]o-  
QHOA__?  
•堆栈周期(Stack Period)允许控制整个配置的周期。 c\"t+/Z  
•此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 'p<lfT  
•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。 "F A&Qm0  
M^^5JNY  
'.Iz*%"  
i#Tm] ++  
&:1PF.)N  
I&JVY8'  
矩形光栅界面参数 A[lbBR  
•矩形光栅界面由以下参数定义 y+b4s Ff  
- 狭缝宽度(绝对或相对) _BGw)Z 6  
- 光栅周期 0/{$5gy&  
- 调制深度 $n_'# m2LE  
•可以选择设置横向移位和旋转。 /d;C)%$  
+M4X r *  
WAr;g?Q8  
#OlU|I  
高级选项和信息 n8W+q~sW%  
•在传播菜单中,有几个高级选项可用。 %04N"^mT'~  
•传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 #oBMA  
•可以设置总级次数或衰逝波级次数 W/03L, 1  
(evanescent orders)。 =!}n .  
•如果考虑金属光栅,这项功能非常实用。 HJ4T! `'d  
•相反,在介质光栅的情况下,默认设置就足够了。 8!8 yA  
wz1fx>Q  
R^8L^8EL  
(-k`|X"  
•高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 X!=E1TL  
•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。 "rhU2jT=c  
•此外,有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 |'@c ~yc  
•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。 #4hxbRN  
u!kC+0Y  
B~S"1EE[  
)qXl8HI  
过渡点列表界面 ;. jnRPo";  
•另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 b{T". @b  
•此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 E=N44[`.G  
•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。 XLwmXi  
5:3%RTLG  
-+1_ 1!  
过渡点列表参数 tJ:]ne   
•过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 )6K Q"*  
•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。 s?qRy 2  
i WCR 5c=  
;F>$\"aG  
gz{~\0y  
•必须在周期化(Periodization)选项卡中设置此界面的周期。 #<_gY  
•此处,可以定义x方向和y方向的周期。 +Fn^@/?yC  
•在这种情况下,可以忽略内部和外部定义区域的设置,因为接口的扩展已经被周期性边界条件截断。 h7],/? s  
LJ^n6 m|_  
_<;;CI3w  
-TIrbYS`  
高级选项及信息 3O{*~D&n  
•同样,可以在高级设置选项卡页面上调整和研究分解结构的数据。 sZ~q|}D-  
2t9JiH  
4k}3^.#  
BGk>:Z`  
正弦光栅界面 M5$YFGGR  
•另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 U[l7n3Y=  
•此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 \*>r[6]*&5  
•如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: &/%A 9R,  
- 脊的材料:基板的材料 W6N3u7mrb  
- 凹槽材料:光栅前面的材料 p]/qf \E  
d4y?2p ?3  
}b$?t7Q)  
@|e4.(9A  
正弦光栅界面参数 !Q-h#']~L  
- 正弦光栅界面也由以下参数定义: `2}Frw+?  
•光栅周期 nIRJ5|G(  
•调制深度 Y}db<Cz X  
- 可以选择设置横向移位和旋转。 $-HP5Kj(k-  
- 由于这是光栅界面(类似于矩形和锯齿借口),因此不必选择周期。 J<p.J3I  
to}g4  
5m.{ayE  
 z]/;?  
高级选项和信息 zWN/>~}U \  
•同样,可以在高级设置选项卡中调整和研究分解结构的数据。 9\yGv  
Z*AT &7  
[w0@7p"7  
 O=,[u?  
高级选项及信息 :v=^-&t  
•如果增加层数(例如,增加2倍),则离散化变得光滑。 ySfot`LQ  
*u?QO4>  
DC&3=Nd  
锯齿光栅界面 Z&f@)j  
•另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 *=sMJY9#jE  
•此界面允许配置闪耀结构的光栅。 d|P,e;m-  
•如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: I:~KF/q  
- 脊的材料:基板的材料 tHhau.!  
- 凹槽材料:光栅前面的材料 {}sF ?wZf  
xj6@85^  
F&tU^(7<  
b" Z$?5  
锯齿光栅界面参数 ,M4G_U[  
•锯齿光栅界面也由以下参数定义: > whcZ.8  
- 光栅周期  U(d K  
- 调制深度 n! Dr:$  
•此外,闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。  X.q,  
•可以选择设置横向移位和旋转。 :\!D 6\o6  
•由于这是光栅界面(类似矩形和正弦型),因此不必选择周期。 q=EHB5!q  
{V8yJ{.G  
J?oI%r7^  
:4Gc'b R  
高级选项和信息 eD(;W n  
•同样,可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 ~wtK(U  
p)u?x)w=  
探测器位置的注释 D(E3{\*R  
关于探测器位置的注释 s6U$]9 `  
•在VirtualLab中,探测器默认位于基板后面的空气中。 P{bRRn4Z  
•如果光栅包含在复杂的光学装置中,则必须这样做。 p#\JKx  
•但是,完美的平面和平行基板可能会产生一些干涉效应,而实际情况并非如此。 BR*'SF\T  
•因此,为了计算光栅效率,应将探测器设置在基板材料内(同样适用于大多数光栅评估软件)。 8 vp*U  
•可以避免这些干涉效应的不良影响。 }Wk^7[Y  
1BjMVMH  
y[D8rFw  
文件信息
*]7$/%.D  
EbfE/_I  
azs lNL  
!J6;F}Pd/  
{ R`"Nk  
QQ:2987619807 483/ZgzT`  
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