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2020-08-20 09:58 |
使用界面配置光栅结构
摘要 E%tGwbi7 b0n " J` 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。 >56I`[) !T3b]0z
J=@D]I*3 LRa^x44 本用例展示了...... cQOc^W •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构,例如: ,'0Zd(s - 矩形光栅界面 hNWZ1r~_ - 过渡点列表界面 \cKY{(E - 锯齿光栅界面 {=)g?!zC - 正弦光栅界面 C!%\cy%Xj •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 x.ZW%P1 QW[
gDc 光栅工具箱初始化 :K]&rGi, •初始化 /6@iRswa - 开始 i=mk#.j~ 光栅 b?Zt3# 通用光栅光路图 8kA2.pIk •注意:使用特殊类型的光栅,例如: 矩形形状, 8a}et8df: 可直接选择特定的光路图。 ytkV"^1^ XNd%3rm,
F\lnG 34e>R?J 光栅结构设置 Xe:gH.} •首先,必须定义基板(基块“Base Block”)的厚度和材料。 }>T$2"pf
c@&-c [k^W •在VirtualLab中,光栅结构在所谓的堆栈(stack)中定义。 y53f73Cg •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 piv/QP-X v0|[w2Q2
40ZHDtIu< g.9:R=JPT •例如,选择第一个界面上的堆栈。 N u]&? oI2YJ2?Je8 堆栈编辑器 VP\'p1a •在堆栈编辑器(Stack Editor)中,可以从目录中添加或插入界面。 S>y(3E]I •VirtualLab的目录提供了几种类型的界面。 所有界面都可以用来定义光栅。 45+w)Vf! w4UaWT1J
,k=1'7d yCt,-mz!z 矩形光栅界面 iT;~0XU7F WBIJ9e2~ •一种可能的界面是矩形光栅界面。 )4@La& •此类界面适用于简单二元结构的配置。 wAn}ic".b •在此示例中,由银制成的光栅位于玻璃基板上。 %n7mN]) •为此,增加了一个平面界面,以便将光栅结构与基块分开。 %%-hax.x0X •在堆栈编辑器的视图中,根据折射率(黑暗表示更高),其他颜色表示不同的材料。 Q;EQ8pL?" Z6Kw'3
AR}q<k6E ;WG6|QgV?- 矩形光栅界面 ]`S35b •请注意:界面的顺序始终从基板表面开始计算。 s2'] "wM •所选界面在视图中以红色突出显示。 h_{//W[
2wKW17wj, •此外,此处无法定义光栅前方的介质(指最后一个接界面后面的介质)。 它自动取自光栅元件前面的材料。 :j=/>d],% •可以在光路编辑器(Light Path Editor)中更改此材质。 gXzp$#
kCoTz"Z- •堆栈周期(Stack Period)允许控制整个配置的周期。 $:
%U`46%s •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 UCv9G/$ •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。 _0uFe7sIZ L(Ffa(i
?jDdF icnc5G
NE'4atQ| .JG> /+ 矩形光栅界面参数 fQtV-\Bc •矩形光栅界面由以下参数定义 kq m$a - 狭缝宽度(绝对或相对) G"~%[k - 光栅周期 P%- @AmO^_ - 调制深度 q!5 *)nw" •可以选择设置横向移位和旋转。 >We:gKxr eb uR-9
q')MKR* x-Cy,d:YX 高级选项和信息 |6mDooTy •在传播菜单中,有几个高级选项可用。 -X)KY_Xn@/ •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 ?\eq!bu •可以设置总级次数或衰逝波级次数 BV9%| (evanescent orders)。 `9+>2*k •如果考虑金属光栅,这项功能非常实用。 v@6TC 1M, •相反,在介质光栅的情况下,默认设置就足够了。 .Y?/J,Ch ##6_kcL:6G
$h({x~Oj9 RnA>oKc •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 axRzn:f •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。 *i}Nb*Z3 •此外,有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 c]y"5;V8 •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。 ]T3dZ`-( ~m]sJpW<"
`3v!i sw(dd01a
7 过渡点列表界面 2(,
`9 •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。
qrFC4\q} •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 w_gPX0N}3n •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。 1lxsj{>U
$9}z^sGIM Llf |fayq 过渡点列表参数 m]1=o7 •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 rt7Ma2tK •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。 `o9vE0^T< C3Hq&TVf/
n.[0#Ur&} SX{shM2 •必须在周期化(Periodization)选项卡中设置此界面的周期。 3lyk/', •此处,可以定义x方向和y方向的周期。 g[rxKn\Z •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。 6~
*w~U FN#6pM']|
@$5GxIw<l MI|51&m 高级选项及信息 FBjIft5e •同样,可以在高级设置选项卡页面上调整和研究分解结构的数据。 ]7QRelMiz+ d(>7BV
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#'Gh, Pez 7HKW: 正弦光栅界面 cT8`l!RD< •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 _)J;PbK~ •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 58H [sM4> •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: FtUO gL)| - 脊的材料:基板的材料 dQ=mg#( - 凹槽材料:光栅前面的材料 "t<${ )`RF2Y-A7
c2}?[\U] {gE19J3 正弦光栅界面参数 z$3 3NM - 正弦光栅界面也由以下参数定义: ;79X#hI •光栅周期 U9D4bn D •调制深度 })V9d - 可以选择设置横向移位和旋转。 q16RPqfT - 由于这是光栅界面(类似于矩形和锯齿借口),因此不必选择周期。 g)*[W>M pV#~$e
8&6h() \*}JdEHB 高级选项和信息 :X>%6Xj?RV •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。 v535LwFW ~jab/cR
oYNP,8r^ *p;Fwj] 高级选项及信息 5oQy
$Y •如果增加层数(例如,增加2倍),则离散化变得光滑。 r5qp[Ss3F aOq>Ra{T
A
KO#$OJE 锯齿光栅界面 Y`S9mGR# •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 ;d1\2H •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 [&n2 yt •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: tBgB>-h( - 脊的材料:基板的材料 ,?GEL>F - 凹槽材料:光栅前面的材料 6(4FC?Y7 4K82%P9a
^Bw2y&nN ,K Ebnk|i 锯齿光栅界面参数 ?5e:w?&g@ •锯齿光栅界面也由以下参数定义: 6P=6E - 光栅周期 k%V#{t. - 调制深度 @U6Iw"@ •此外,闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 WL4{_X •可以选择设置横向移位和旋转。 A4.Q\0 •由于这是光栅界面(类似矩形和正弦型),因此不必选择周期。 MXY[t 1hj']#vBu
~6`HJ ?yfk d:WD 高级选项和信息 @b\/\\{ •同样,可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 B1>aR 7dsf
M]YK]VyG 探测器位置的注释 q/,>UtRr 关于探测器位置的注释 xJ>U_Gd •在VirtualLab中,探测器默认位于基板后面的空气中。 6q
._8% •如果光栅包含在复杂的光学装置中,则必须这样做。 WpE\N0Yg •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。 x@3Ix,b' •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)。 )J4XM( •可以避免这些干涉效应的不良影响。 <zE,T@c
g+oSbC MXsSF|- 文件信息 sf4NKe2* Heatt?(RR
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u d QQ:2987619807 :B?C~U k
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