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infotek 2020-08-20 09:58

使用界面配置光栅结构

摘要  \:Q)Ef  
JPRl/P$  
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。 Y2}\~I0  
7D<M\l8G  
PXWBc\  
sdrALl;w|  
本用例展示了...... %kUIIH V}  
•如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构,例如: I;9>$?t[  
- 矩形光栅界面  RCKb5p9  
- 过渡点列表界面 oJEind>8O  
- 锯齿光栅界面 BTqY _9  
- 正弦光栅界面 Ahm*_E2E  
•如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 rF'q\tJDz  
a(QYc?u  
光栅工具箱初始化 Pi`}-GUe,  
•初始化 ry0P\wY}  
-  开始 +TL5yuA  
光栅 SRyAW\*LWU  
通用光栅光路图 a%cCR=s=  
•注意:使用特殊类型的光栅,例如: 矩形形状, >yiK&LW^?  
可直接选择特定的光路图。 g,*LP  
pkQEry&Z  
"6o}g.  
;.+sz(:hm  
光栅结构设置 _46 y  
•首先,必须定义基板(基块“Base Block”)的厚度和材料。 edD19A  
g m'8,ZL  
•在VirtualLab中,光栅结构在所谓的堆栈(stack)中定义。 jt=%oa  
•堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 _XvSe]`f`  
A&XI1. j6  
 *Yj!f68  
,6J]oX  
•例如,选择第一个界面上的堆栈。 nB>C3e  
hj[&.w  
堆栈编辑器 ;W 16Hr Z  
•在堆栈编辑器(Stack Editor)中,可以从目录中添加或插入界面。 +es|0;Z4yP  
•VirtualLab的目录提供了几种类型的界面。 所有界面都可以用来定义光栅。 oK\{#<gCZ  
Q*&k6A"jx  
W~b->F  
;d5d$Np@m&  
矩形光栅界面 xO3-I@  
$^~dqmE2,  
•一种可能的界面是矩形光栅界面。 ;XAj/6pm  
•此类界面适用于简单二元结构的配置。 l<X8Ooan#{  
•在此示例中,由银制成的光栅位于玻璃基板上。 {5`=){  
•为此,增加了一个平面界面,以便将光栅结构与基块分开。 J7a_a>Y  
•在堆栈编辑器的视图中,根据折射率(黑暗表示更高),其他颜色表示不同的材料。 6)5Akyz4V  
pQ2'0u5w5  
|%\>+/j$  
*e/8uFX  
矩形光栅界面 n06T6oc  
•请注意:界面的顺序始终从基板表面开始计算。 Ct@OS227x  
•所选界面在视图中以红色突出显示。 +s$` kl  
wB%N}bi!  
•此外,此处无法定义光栅前方的介质(指最后一个接界面后面的介质)。 它自动取自光栅元件前面的材料。 ny++U;qi  
•可以在光路编辑器(Light Path Editor)中更改此材质。 [cfKvROG  
V d`}F0WD  
•堆栈周期(Stack Period)允许控制整个配置的周期。 D0 5JQ*  
•此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 %0&c0vT  
•如果是简单的光栅结构,建议选择“取决于界面周期”(Dependent from Period of Interface)选项,并选择适当的周期性界面索引。 9S<g2v  
0vYHx V  
D^dos`L0b  
R-[t 4BHn  
~3'}^V\  
'jnR<>N  
矩形光栅界面参数 n.L/Xp@gc  
•矩形光栅界面由以下参数定义 ,2>nr goM  
- 狭缝宽度(绝对或相对) 9=o;I;I  
- 光栅周期 Q95`GuI@  
- 调制深度 MqKf'6z  
•可以选择设置横向移位和旋转。 4arqlz lo  
zb_nU7Eg  
<4Ev3z*;Z  
RvXK?mL4F  
高级选项和信息 Lkf}+aY  
•在传播菜单中,有几个高级选项可用。 fY|P+{BO2  
•传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 H 5,rp4H9  
•可以设置总级次数或衰逝波级次数 8slOB>2#Y  
(evanescent orders)。 jXH?os%  
•如果考虑金属光栅,这项功能非常实用。 CO5>Q o  
•相反,在介质光栅的情况下,默认设置就足够了。 hf('4^  
f5tkv<) %  
(?W[#.=7  
,'}qLor  
•高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 rb_FBa%  
•层分解(Layer Decomposition)和过渡点分解(Transition Point Decomposition)设置可用于调整结构的离散化。 默认设置适用于几乎所有光栅结构。 ~[*\YN);  
•此外,有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 P;' xa^Y  
•分解预览(Decomposition Preview)按钮提供用于FMM计算的结构数据的描述。 折射率由色标表示。 n,l{1 q  
0r/pZ3/  
f%gdFtJ &  
=}pPr]Cc  
过渡点列表界面 .$]%gjIBCl  
•另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 J{w[vcf  
•此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 @a]O(S>Ub  
•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。 ud`!X#e~  
rf\A[)<:  
\+3P<?hD#  
过渡点列表参数 IUZ@n0/T  
•过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 j t6q8  
•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。 azKiXr#_(  
a}p}G\b|  
L `6 R  
aMq|xHZ  
•必须在周期化(Periodization)选项卡中设置此界面的周期。 ]>T4\?aC  
•此处,可以定义x方向和y方向的周期。 &)Z!A*w]  
•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。 vw5f|Q92  
0 v> *P*  
_&U.DMt2 C  
4Rv.m* ^B  
高级选项及信息 j~;kh_  
•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。 sgxD5xj}4  
]38{du  
==XO:P  
*;u'W|"/~  
正弦光栅界面 %j4AX  
•另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 [G#PK5C  
•此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 -RK R. ,  
•如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: N)0V6q"  
- 脊的材料:基板的材料 .W*"C  
- 凹槽材料:光栅前面的材料 y(92Th$  
Y Z.? k4>  
fC<pCdsg  
Smc=-M}  
正弦光栅界面参数 Z!eW_""wp  
- 正弦光栅界面也由以下参数定义: /$Ca }>  
•光栅周期 u301xc,N<z  
•调制深度 kS)azV  
- 可以选择设置横向移位和旋转。 KP*cb6vA  
- 由于这是光栅界面(类似于矩形和锯齿借口),因此不必选择周期。 zho$g9*  
|9*8u>|RC  
Yn+d!w<3:  
@;1Ym\zc  
高级选项和信息 Nfo`Q0\[P  
•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。 yR'%UpaE  
[,?5}'we  
|J+oz7l?-  
DV5K)m&G  
高级选项及信息 i+XHXpk  
•如果增加层数(例如,增加2倍),则离散化变得光滑。 P+2@,?9#  
L[rxs[7~  
L,7+26XV"B  
锯齿光栅界面 JC#M,j2  
•另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 >Y 8\I  
•此界面允许配置闪耀结构的光栅。 sO$X5S C9  
•如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: |g1~-  
- 脊的材料:基板的材料 hg Pzx@  
- 凹槽材料:光栅前面的材料 =4_Er{AT  
!U[/P6 +0  
jBLLx{  
Q xm:5P  
锯齿光栅界面参数 (Ee5Af,4  
•锯齿光栅界面也由以下参数定义: yNDplm|9*  
- 光栅周期 a]4h5kJ';  
- 调制深度 $z \H*  
•此外,闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 B$D7}=|kc  
•可以选择设置横向移位和旋转。 bg/a5$t  
•由于这是光栅界面(类似矩形和正弦型),因此不必选择周期。 .d;|iwl  
:ND e<6?u  
b-Xc6f  
x3tos!Y  
高级选项和信息 /c|X:F!;X#  
•同样,可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 ~/m=Q<cV  
8kYI ~  
探测器位置的注释 9ymx;  
关于探测器位置的注释 -.t/c}a#  
•在VirtualLab中,探测器默认位于基板后面的空气中。 8m"(T-wb6{  
•如果光栅包含在复杂的光学装置中,则必须这样做。 ;&OVV+y  
•但是,完美的平面和平行基板可能会产生一些干涉效应,而实际情况并非如此。 Dhze2q)o  
•因此,为了计算光栅效率,应将探测器设置在基板材料内(同样适用于大多数光栅评估软件)。 S!6 ? b5  
•可以避免这些干涉效应的不良影响。 HF;$Wf+=J  
/#-zI#iK  
k\<8h%  
文件信息
/{%p%Q[X  
M"!{Dx~  
hUP?r/B  
-I'Jm=q3]  
M'5PPBSR  
QQ:2987619807 'aqlNBG*  
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