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2020-08-20 09:58 |
使用界面配置光栅结构
摘要 j~bAbOX12
4'' ,6KJ@ 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。 e@E17l- +b^]Pz5
@Mm/C?#*O *ZaaO^! 本用例展示了...... Ga v"C{G •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构,例如: w5`#q&? - 矩形光栅界面 B
MM--y@ - 过渡点列表界面 gH[,Xx?BN! - 锯齿光栅界面 F@Q^?WV - 正弦光栅界面 F$Hx`hoy •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 \<~}o I HTV ~ ?E 光栅工具箱初始化 3X;{vO\a1 •初始化 wd[eJcQ , - 开始 xACdZB( 光栅 #EDEYEW7 通用光栅光路图 `5q
;ssu •注意:使用特殊类型的光栅,例如: 矩形形状, gY(1,+0- 可直接选择特定的光路图。 R_^/,^1 Ytao"R/
t V03+&jF /.Fj.6U5 光栅结构设置 +L0w;w T •首先,必须定义基板(基块“Base Block”)的厚度和材料。 F30
]
3uV4/%U •在VirtualLab中,光栅结构在所谓的堆栈(stack)中定义。 2?W7I/F •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 |Y},V_@d ySe$4deJ
n2{SV :]PM_V| •例如,选择第一个界面上的堆栈。 y+9h~,:A g JjN<&, 堆栈编辑器 ecj7BT[mLI •在堆栈编辑器(Stack Editor)中,可以从目录中添加或插入界面。 \}5p0.= •VirtualLab的目录提供了几种类型的界面。 所有界面都可以用来定义光栅。 =wG+Ao 6?qDdVR~]
paW@\1Q Ow:1?Z{4 矩形光栅界面 wJeG(h ,lt8O.h-l •一种可能的界面是矩形光栅界面。 c3)C{9T]( •此类界面适用于简单二元结构的配置。 2 rN ,D( •在此示例中,由银制成的光栅位于玻璃基板上。 h5"Ov,K3[ •为此,增加了一个平面界面,以便将光栅结构与基块分开。 fY,|o3# •在堆栈编辑器的视图中,根据折射率(黑暗表示更高),其他颜色表示不同的材料。 x[(?#
Pm+tQ
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)#e +*}{`L-
: 矩形光栅界面 ^e Gue •请注意:界面的顺序始终从基板表面开始计算。 ]]0,|My7 •所选界面在视图中以红色突出显示。 >?lOE
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~Rpm-^ •此外,此处无法定义光栅前方的介质(指最后一个接界面后面的介质)。 它自动取自光栅元件前面的材料。 B=Ym x2A9] •可以在光路编辑器(Light Path Editor)中更改此材质。 a|4~NL
f )Z%pgB •堆栈周期(Stack Period)允许控制整个配置的周期。 nV*y`.+ •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 O(z}H}Fv •如果是简单的光栅结构,建议选择“取决于界面周期”(Dependent from Period of Interface)选项,并选择适当的周期性界面索引。 ?4 S+edX {Qv>q$Q
h3*
x[W yX!HZu;j
,=QM#l] p\p\q(S"> 矩形光栅界面参数 &?,6~qm[ •矩形光栅界面由以下参数定义 FLZWZ; - 狭缝宽度(绝对或相对) ;CHi\+` 5 - 光栅周期 'heJ"k? - 调制深度 (u3s"I
d •可以选择设置横向移位和旋转。 CZ<~3bEF }8-\A7T
MJ`3ta \x{;U#B[3> 高级选项和信息 )B#
, •在传播菜单中,有几个高级选项可用。 %dST6$Z •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 5kypMHJm •可以设置总级次数或衰逝波级次数 FQz?3w&ia (evanescent orders)。 LQYy;<K •如果考虑金属光栅,这项功能非常实用。 h}`!(K^;3 •相反,在介质光栅的情况下,默认设置就足够了。 |RkcDrB~ @f+8%I3D
:O<bA&:d l_tw<`Ep •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 DQ#H,\^< •层分解(Layer Decomposition)和过渡点分解(Transition Point Decomposition)设置可用于调整结构的离散化。 默认设置适用于几乎所有光栅结构。 YevyN\,}V! •此外,有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 YgUH'P- •分解预览(Decomposition Preview)按钮提供用于FMM计算的结构数据的描述。 折射率由色标表示。 gi/@j v1JS~uDz
a ]Eg!Q z4#(Ze@u~_ 过渡点列表界面 LQ11ba •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 '_\;jFAM •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 oX@ya3!Pz •同样,平面界面用于将光栅材料或介质与其中一个基板分离。 )4>2IQ
h^9"i3H ._w8J"E5 过渡点列表参数 u]-_<YZ'B •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 {5r0v#; •上限(Upper Limit)必须设置为大于所需光栅周期一半的值,但在周期性结构的情况下自动设置。 g"s$}5{8: 0Sq][W=
>(w2GD? 4/ kv3rv •必须在周期化(Periodization)选项卡中设置此界面的周期。 kE8>dmH23 •此处,可以定义x方向和y方向的周期。 W7"{r)7 •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。 *[ #;j$m \<Sv3xy&O
u]
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5`R; 高级选项及信息 w=]Ks'C] •同样,可以在高级设置选项卡页面上调整和研究分解结构的数据。 D4eTTfQ wbDM5%
NjPDX>R\K ^D^4
YJz 正弦光栅界面 %*aJLn+]_R •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 b*a2,MiM •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 _lzyMEdr •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: NN0$}ac p - 脊的材料:基板的材料 YprHwL - 凹槽材料:光栅前面的材料 UJ-?k&j, 09A
X-JP
8l}1c=A}Vi 21s4MagC 正弦光栅界面参数 /525w^'pd - 正弦光栅界面也由以下参数定义: yR{x}DbG •光栅周期 -9RDr\&`( •调制深度 v_e9}yI - 可以选择设置横向移位和旋转。 1O].v&{ - 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。 b'MSkEiQG +_XmlX A3Z
M/x >51< JN^&S 高级选项和信息 :m86
hBE. •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。 }:0uo5B7 [E#UGJ@
#;n+YM">: [I4ege> 高级选项及信息 gaA<}Tp, •如果增加层数(例如,增加2倍),则离散化变得光滑。 9/+Nj / o6f_l^+H
k = ?h~n0M 锯齿光栅界面 =@TQ>Qw%b •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 GgaTn!mJt •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 ,-x!$VqS •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: tm7u^9] - 脊的材料:基板的材料 3@5=+z~CW - 凹槽材料:光栅前面的材料 2[0JO.K
4 iU6Gp-<M,
8|E'>+ D_- K)TrZ 2 锯齿光栅界面参数 G=;k=oX( •锯齿光栅界面也由以下参数定义: q+B&orp - 光栅周期 0$7.g!h? - 调制深度 4f(Kt,0 •此外,闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 Vh}SCUof' •可以选择设置横向移位和旋转。 eZ"1gYqy •由于这是光栅界面(类似矩形和正弦型),因此不必选择周期。 $}")1|U,X XZw6Xtn
+ [Hh,I7 n$xQ[4eH) 高级选项和信息 6<K6Y5<6 •同样,可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 7d92Pe
-,K! 探测器位置的注释 eNiaM6(J 关于探测器位置的注释 1-.~7yC •在VirtualLab中,探测器默认位于基板后面的空气中。 oK{ V7 •如果光栅包含在复杂的光学装置中,则必须这样做。 PRNoqi3sY •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。 nQ|r"|g •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)。 fDx9iHGv •可以避免这些干涉效应的不良影响。 !n6wWl
sB69R:U; OFje+S 文件信息 }w4QP+ x AkOO)0
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