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infotek 2020-08-20 09:58

使用界面配置光栅结构

摘要 kX zm  
7f8%WD)  
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。 x=Qy{eIe  
U2 <*BRJ  
yZ~<! 5.P  
+"Ih'bb`j  
本用例展示了...... D-9zg\\'`  
•如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构,例如: l " pCxA  
- 矩形光栅界面 9vWKyzMi  
- 过渡点列表界面 sqi~j(&\1  
- 锯齿光栅界面 O*d&H;;  
- 正弦光栅界面 wXPNfV<(2  
•如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 5'@J}7h  
A^q= :ofQ  
光栅工具箱初始化 @^a6^*X>  
•初始化 {S%)GvrT  
-  开始 Ziu f<X{  
光栅 \#1!qeF  
通用光栅光路图 D@uw[;Xb5  
•注意:使用特殊类型的光栅,例如: 矩形形状, E:V&:9aQ@  
可直接选择特定的光路图。 $_k'!/5  
M$ep.<Z1|  
:^0g}8$<  
-}%'I ]R=  
光栅结构设置 DBAJkBs  
•首先,必须定义基板(基块“Base Block”)的厚度和材料。 @ v/%^  
kQC>8"  
•在VirtualLab中,光栅结构在所谓的堆栈(stack)中定义。 fU@}]&  
•堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 uYIw ?fXy  
Ky|Hi3?  
GC66n1- X  
WLiY:X(+|  
•例如,选择第一个界面上的堆栈。 c=I!?a"  
*U.$=4Az  
堆栈编辑器 <Xm5re.  
•在堆栈编辑器(Stack Editor)中,可以从目录中添加或插入界面。 &FHE(7}/#  
•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。 FI.S?gy0   
S+ymdZ)xZ`  
Ox?LVRvxI  
'&Q_5\Tn  
矩形光栅界面 [?RLvhU|  
U(-9xp+  
•一种可能的界面是矩形光栅界面。 j$T2ff6  
•此类界面适用于简单二元结构的配置。 PtO-%I<N  
•在此示例中,由银制成的光栅位于玻璃基板上。 ^8.R 'Yq  
•为此,增加了一个平面界面,以便将光栅结构与基块分开。 >r{3t{  
•在堆栈编辑器的视图中,根据折射率(黑暗表示更高),其他颜色表示不同的材料。 j:"+/5rV8  
9r+`j  
(sS[F-2R7  
-kES]P?2  
矩形光栅界面 Id]WKL:  
•请注意:界面的顺序始终从基板表面开始计算。 {5.,gb@6  
•所选界面在视图中以红色突出显示。 KZ ?<&x  
^%M!!wlUH  
•此外,此处无法定义光栅前方的介质(指最后一个接界面后面的介质)。 它自动取自光栅元件前面的材料。 I m_yY  
•可以在光路编辑器(Light Path Editor)中更改此材质。 ijr*_=  
Z@ h<xo*r  
•堆栈周期(Stack Period)允许控制整个配置的周期。 v 8{oXzyy  
•此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 J4j?rLR3p  
•如果是简单的光栅结构,建议选择“取决于界面周期”(Dependent from Period of Interface)选项,并选择适当的周期性界面索引。 miuJ!Kr'  
dmP*2  
dLD"Cx  
EM vV  
PHDKx+$  
$7TYix8=  
矩形光栅界面参数 5ez"B]&T  
•矩形光栅界面由以下参数定义 !aa^kcEjnL  
- 狭缝宽度(绝对或相对) j0 =`Jf  
- 光栅周期 (oq(-Wv  
- 调制深度 > m}.}g8  
•可以选择设置横向移位和旋转。 )K@ 20Q+0K  
uAzV a!)  
~lCG37  
5PKv@Mk  
高级选项和信息 hx)Ed  
•在传播菜单中,有几个高级选项可用。 xw%?R=&L  
•传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 TUy*wp9  
•可以设置总级次数或衰逝波级次数 +;Cq>1x,  
(evanescent orders)。 l#:=zu  
•如果考虑金属光栅,这项功能非常实用。 &^9f)xb  
•相反,在介质光栅的情况下,默认设置就足够了。 o"Ef>5N  
kG?tgO?*  
,>{4*PM(  
8C,?Ai<ro  
•高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 <6dD{{J]>p  
•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。 t~5>PS  
•此外,有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 CG=#rc]vz  
•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。 EoQ.d|:g  
z+wV(i97  
&\0LR?Nh  
r+m8#uR  
过渡点列表界面 w/YKWv{_S  
•另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 ]YevO(  
•此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 EHzU`('?[  
•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。 Oq+C<}eg  
H@G7oK  
$|(roC(  
过渡点列表参数 M_9|YjwS  
•过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 U?#6I-  
•上限(Upper Limit)必须设置为大于所需光栅周期一半的值,但在周期性结构的情况下自动设置。 sB7DF<91  
R0. `2=  
wfo}TGhC  
kZz;l(?0  
•必须在周期化(Periodization)选项卡中设置此界面的周期。 H D=WHT&  
•此处,可以定义x方向和y方向的周期。 ^4s#nf:}  
•在这种情况下,可以忽略内部和外部定义区域的设置,因为接口的扩展已经被周期性边界条件截断。 #7Qn\C2  
z w5EaY  
%A82{  
&]#D`u  
高级选项及信息 } k5pfz  
•同样,可以在高级设置选项卡页面上调整和研究分解结构的数据。 %#7M~RB[  
'7Te{^<FQ$  
 zKT \i  
oWXvkDN   
正弦光栅界面 /3Se*"u  
•另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 I9Z8]Q+2"  
•此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 dr9I+c7u  
•如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: u;=("S{"0  
- 脊的材料:基板的材料 ^GRd;v=-@  
- 凹槽材料:光栅前面的材料 DCw ldkdJN  
YjHGdacs  
ty-4yK#  
|$1j;#h  
正弦光栅界面参数 H2k>E}`  
- 正弦光栅界面也由以下参数定义: w5~<jw%>  
•光栅周期 Ma{|+\Q.Z  
•调制深度 k)S7SbQ  
- 可以选择设置横向移位和旋转。 1%1-j  
- 由于这是光栅界面(类似于矩形和锯齿借口),因此不必选择周期。 Zqx5I~  
Dhef|E<  
kP [ Y  
&,e@pvc3  
高级选项和信息 Nb B`6@r  
•同样,可以在高级设置选项卡中调整和研究分解结构的数据。 DVpqm6$ Q  
.5ingB3%  
qPzgGbmD9  
A1YIPrav(  
高级选项及信息 u_:" u  
•如果增加层数(例如,增加2倍),则离散化变得光滑。 gVZ~OcB!W  
*7-uQKp  
W}T+8+RU  
锯齿光栅界面 (U|W=@8`  
•另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 C9bf1ddCW&  
•此界面允许配置闪耀结构的光栅。 =&}dP%3LC)  
•如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: Qz/=+A/4  
- 脊的材料:基板的材料 \ u5%+GA-:  
- 凹槽材料:光栅前面的材料 /B1NcRS  
;itz` 9T  
MNJ$/l)h  
M+nz~,![  
锯齿光栅界面参数 l&T;G 9z  
•锯齿光栅界面也由以下参数定义: E@[`y:P  
- 光栅周期 x:?1fvVR  
- 调制深度 5?2PUE,a  
•此外,闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 uFECfh  
•可以选择设置横向移位和旋转。 HYpB]<F  
•由于这是光栅界面(类似矩形和正弦型),因此不必选择周期。 'f5,%e2#  
AZtZa'hbkQ  
NCl={O9<j  
T.&^1qWWA  
高级选项和信息 v}[7)oj|  
•同样,可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 \mv7"TM  
hEEbH@b  
探测器位置的注释 8 Z#)Xb4  
关于探测器位置的注释 h^[K= J  
•在VirtualLab中,探测器默认位于基板后面的空气中。 Vl'|l)b4W  
•如果光栅包含在复杂的光学装置中,则必须这样做。 30F&FTW  
•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。 (^057  
•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)。 nDaQ1  
•可以避免这些干涉效应的不良影响。 SD JAk&Z}R  
%iF< px?Vc  
=DF7l<&km  
文件信息
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Y+WOU._46I  
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QQ:2987619807 2:2rwH }e  
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