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2020-08-20 09:58 |
使用界面配置光栅结构
摘要 a,j!B
hu W6_3f-4g 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。 -%t0'cKn, iww h,(
8F[j}.8q RK'( {1 本用例展示了...... n]o+KT\ •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构,例如: CZa9hsM - 矩形光栅界面 G2jEwi - 过渡点列表界面 Yd<~]aXM - 锯齿光栅界面 uj:w^t ][ - 正弦光栅界面 u8W*_;%: •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 3p^WTQ>( M>]%Iu 光栅工具箱初始化 =riP~%_ML) •初始化 C/cGr)|8% - 开始 /=3g-$o{` 光栅 {T^'&W>8G8 通用光栅光路图 9
/zz@ •注意:使用特殊类型的光栅,例如: 矩形形状, UfkRY<H 可直接选择特定的光路图。 jOuv\$ cX=` Tl
3]
@<. FSBCk 光栅结构设置 8n73MF
•首先,必须定义基板(基块“Base Block”)的厚度和材料。 r2<+ =INn
&U,f~KJ •在VirtualLab中,光栅结构在所谓的堆栈(stack)中定义。 Y^!40XjrD •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 (Dn-vY' Q3/q%#q>
@qe>ph[UA siG?Sd_2 •例如,选择第一个界面上的堆栈。 lGM3?AN PIr Uls0} 堆栈编辑器 T,IV)aq •在堆栈编辑器(Stack Editor)中,可以从目录中添加或插入界面。 BsRas •VirtualLab的目录提供了几种类型的界面。 所有界面都可以用来定义光栅。 AnyFg)a< \W\6m0-x
SP*5 W)6 ~::R+Lh( 矩形光栅界面 |knP pts}? •一种可能的界面是矩形光栅界面。 P0Jd6"sS" •此类界面适用于简单二元结构的配置。 H@3+K$|v •在此示例中,由银制成的光栅位于玻璃基板上。 I^wj7cFo5 •为此,增加了一个平面界面,以便将光栅结构与基块分开。 -j$l@2g •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。 g 764wl lt$797
yd%\3}- SB'YV#-- 矩形光栅界面 <s2l*mc •请注意:界面的顺序始终从基板表面开始计算。 s7
KKH
w •所选界面在视图中以红色突出显示。 Pz)QOrrG~
#wd \& •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~aOs>1
S] •可以在光路编辑器(Light Path Editor)中更改此材质。 ~^euaOFU 6
4l1=l#\S •堆栈周期(Stack Period)允许控制整个配置的周期。 $oQsh|sTI •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 3D.S[^s* •如果是简单的光栅结构,建议选择“取决于界面周期”(Dependent from Period of Interface)选项,并选择适当的周期性界面索引。 %<"11;0tp 'H'+6
MUe'xK Q)@1:(V/
_l,Z38 pkU e|V 矩形光栅界面参数 4GfLS.Ip •矩形光栅界面由以下参数定义 &`Di cfD - 狭缝宽度(绝对或相对) "[?/I3{E - 光栅周期 n>0dz# - 调制深度 y;Zfz~z •可以选择设置横向移位和旋转。 ZYt
__N )e2IT*7
PJYA5"}W Y z,!#ob$ 高级选项和信息 cMWO_$ •在传播菜单中,有几个高级选项可用。 L@_">'pR •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 /C:'qhY, •可以设置总级次数或衰逝波级次数 5Hm!5:ZB (evanescent orders)。 D+)=bPMe •如果考虑金属光栅,这项功能非常实用。 i-FUAR •相反,在介质光栅的情况下,默认设置就足够了。 Q kZM(pG [4hO3):F
/kA19E4 ;
BZM~'
•高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 mCt>s9a)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。 P{Z71a5 •此外,有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 ?R]y}6P$ •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。 =.X?LWKY D;I`k
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T"H)g .lBY"W&{ 过渡点列表界面 &a=e=nR5 •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 &7T
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V •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 1D[P\r- •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。 cQ.;dtT0
:2pBv#\"qk {?mQqoZ?. 过渡点列表参数 Uo}&-$ B •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 0Ad~!Y+1 •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。 V"H7zx eM+;x\jo?
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d 1bJ]3\ •必须在周期化(Periodization)选项卡中设置此界面的周期。 B#6pQp$ •此处,可以定义x方向和y方向的周期。 d `kM0C •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。 ewrWSffe MXF"F:-Kn
$XQxWH| = (gmd>N 高级选项及信息 bjBeiKH •同样,可以在高级设置选项卡页面上调整和研究分解结构的数据。 kLVn(dC " 6rQpK&Jx
(bx\4Ws aoDD&JE 正弦光栅界面 m6r )Z5}f •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 I26gGp •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 `SjD/vNE •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: Yb\\
w<@g - 脊的材料:基板的材料 zg7l>9Sc - 凹槽材料:光栅前面的材料 !
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Yv>BOK E,LYS"%_ 正弦光栅界面参数 M>jBm
. - 正弦光栅界面也由以下参数定义: F[CT l3X •光栅周期 %md^S
| •调制深度 ZjZh z` - 可以选择设置横向移位和旋转。 'dc+M9u)_q - 由于这是光栅界面(类似于矩形和锯齿借口),因此不必选择周期。 ^+as\ P iQkJ[
:@ E1Pun? 'xbERu(Y 高级选项和信息 %XI"<Y\yL •同样,可以在高级设置选项卡中调整和研究分解结构的数据。 &'(a$S>v u\XkXS`
lU$4NUwM Fi'M"^:r{ 高级选项及信息 x_<bK$OU •如果增加层数(例如,增加2倍),则离散化变得光滑。 30?LsYXL62 'cZMRRc<
t0bhXFaiE 锯齿光栅界面 }r}RRd •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 r]8x;v1 •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 zr.+'
•如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: vx!::V7s6 - 脊的材料:基板的材料 qByNHo7Tb - 凹槽材料:光栅前面的材料 3qiJwo> AU)1vx(\w
,\lYPx\P[ hza> jR 锯齿光栅界面参数 KQ4kZN •锯齿光栅界面也由以下参数定义: ACigeK^C}E - 光栅周期 kS+r"e
.TM - 调制深度 _ktK+8*6` •此外,闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 Dxt),4%P •可以选择设置横向移位和旋转。 Vvm=MBgN •由于这是光栅界面(类似矩形和正弦型),因此不必选择周期。 Jcz]J)|5v
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K`QOU-M@} lt{lpH 高级选项和信息 rQ~ \~g[tP •同样,可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 JF~1'"_f:
)MWUS;O< 探测器位置的注释 v2hZq-q 关于探测器位置的注释 d4Co^A& •在VirtualLab中,探测器默认位于基板后面的空气中。 +yf(Rs)! •如果光栅包含在复杂的光学装置中,则必须这样做。 *Y85DEA •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。 H2qf' •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)。 Oj4v#GK] •可以避免这些干涉效应的不良影响。 ZV'$k\
? YF${ bTLMd$ 文件信息 )0#j\B pOC% oj
Y5dD|]F| G2.|fp_}pG 5D,.^a1 A QQ:2987619807 z Yw;q3"
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