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infotek 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  
R K'( {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 u j: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-$o{`  
光栅 {T^'&W>8G8  
通用光栅光路图 9 /zz@  
•注意:使用特殊类型的光栅,例如: 矩形形状, UfkRY<H  
可直接选择特定的光路图。 jOuv\$  
cX=` Tl  
3] @<.  
FSBCk  
光栅结构设置 8n73MF  
•首先,必须定义基板(基块“Base Block”)的厚度和材料。 r2<+ =INn  
&U,f~KJ  
•在VirtualLab中,光栅结构在所谓的堆栈(stack)中定义。 Y^!40XjrD  
•堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 (Dn-vY'  
Q3/q%#q>  
@qe>ph[UA  
siG?Sd_2  
•例如,选择第一个界面上的堆栈。 lGM3?AN  
PIrUls0}  
堆栈编辑器 T,IV)aq  
•在堆栈编辑器(Stack Editor)中,可以从目录中添加或插入界面。 BsRas  
•VirtualLab的目录提供了几种类型的界面。 所有界面都可以用来定义光栅。 AnyFg)a<  
\W\6m0-x  
SP*5 W)6  
~::R+Lh(  
矩形光栅界面 |knP  
pts}?   
•一种可能的界面是矩形光栅界面。 P0Jd6"sS"  
•此类界面适用于简单二元结构的配置。 H@3+K$|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。 g764wl  
lt$7 97  
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。 $oQsh|sTI  
•此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 3D.S[^s*  
•如果是简单的光栅结构,建议选择“取决于界面周期”(Dependent from Period of Interface)选项,并选择适当的周期性界面索引。 %<"11;0tp  
'H'+6   
MU e 'xK  
Q)@1:(V/  
_l,Z38  
pkU e|V  
矩形光栅界面参数 4GfLS.Ip  
•矩形光栅界面由以下参数定义 &`Di cfD  
- 狭缝宽度(绝对或相对) "[?/I3 {E  
- 光栅周期 n>0dz#  
- 调制深度 y;Zfz~z  
•可以选择设置横向移位和旋转。 ZYt __N  
) e2IT*7  
PJYA5"}W  
Yz,!#ob$  
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}6 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。 =.X?LWKY  
D;I`k L  
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 H 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}&-$B  
•过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 0Ad ~!Y+1  
•上限(Upper Limit)必须设置为大于所需光栅周期一半的值,但在周期性结构的情况下自动设置。 V"H 7zx  
eM+;x\jo?  
KF_Wu}q d  
1bJ]3\  
•必须在周期化(Periodization)选项卡中设置此界面的周期。 B#6pQp$  
•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  
$XQxWH|  
= (gmd>N  
高级选项及信息 bjBeiKH  
•同样,可以在高级设置选项卡页面上调整和研究分解结构的数据。 kLVn(dC "  
6rQpK&Jx  
(bx\4Ws  
 aoDD&JE  
正弦光栅界面 m6r )Z5}f  
•另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 I26gGp  
•此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 `SjD/vNE  
•如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: Yb\\ w<@g  
- 脊的材料:基板的材料 z g7l>9Sc  
- 凹槽材料:光栅前面的材料 ! F <] T  
W/r mm*  
Yv>BOK  
E,LYS"%_  
正弦光栅界面参数 M> jBm .  
- 正弦光栅界面也由以下参数定义: F[CT l3X  
•光栅周期 %md^S |  
•调制深度 ZjZhz`  
- 可以选择设置横向移位和旋转。 'dc+M9u)_q  
- 由于这是光栅界面(类似于矩形和锯齿借口),因此不必选择周期。 ^+as\  
PiQkJ[  
:@ E1Pun?  
'xbERu(Y  
高级选项和信息 %XI"<Y\yL  
•同样,可以在高级设置选项卡中调整和研究分解结构的数据。 &'(a$ S>v  
u\XkXS`  
lU $4NU wM  
Fi'M"^:r {  
高级选项及信息 x_<bK$OU  
•如果增加层数(例如,增加2倍),则离散化变得光滑。 30?LsYXL62  
'cZMRR c <  
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 qBy NHo7Tb  
- 凹槽材料:光栅前面的材料 3qiJwo>  
A U)1vx(\w  
,\lY Px\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  
u>}w-  
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'$k\  
?YF${  
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文件信息
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QQ:2987619807 z Yw;q3"  
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