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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?T9c6, ~/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, jIW:O 可直接选择特定的光路图。 XNl!(2x'pb Kfr?sX
uI%[1`2N- f Xq e7[ 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
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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
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$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@n K; 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。 yJrPb" 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。 ecFI"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=OYB •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 &
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+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。 [<%yU y •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?
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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。 wPW9 bu •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_$"]iQ •必须在周期化(Periodization)选项卡中设置此界面的周期。 U%KoG-# •此处,可以定义x方向和y方向的周期。 Z|j8:Ohz •在这种情况下,可以忽略内部和外部定义区域的设置,因为接口的扩展已经被周期性边界条件截断。 3)T5}_ c\R!z&y~
5-+Y2tp} 3rWqt 高级选项及信息 MjLyB^M •同样,可以在高级设置选项卡页面上调整和研究分解结构的数据。 8Mp sd=i!r)ya
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0.Iw/e 正弦光栅界面 ha(hG3C •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 IP~g7`Y •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 2 1;n0E •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: )kd PAw - 脊的材料:基板的材料 ^%_LA't'R - 凹槽材料:光栅前面的材料 ZLO_5#< Oo#wPT;1^(
@c&)K^v8 ,>Yz1P)L 正弦光栅界面参数 iPs()IN.O - 正弦光栅界面也由以下参数定义: I=b#tUBh8 •光栅周期 kDm=Cjxv •调制深度 Et7AAV*8g - 可以选择设置横向移位和旋转。 u2F
3>s - 由于这是光栅界面(类似于矩形和锯齿借口),因此不必选择周期。 ~fS#)X3 D t=U[ ;?
NcPzmW{#;g tw.%'oJ7 高级选项和信息 6bU/IVP •同样,可以在高级设置选项卡中调整和研究分解结构的数据。 N($j;<Q gzuM>lf*{
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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 ^D6 JckW
{)`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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