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infotek 2020-08-20 09:58

使用界面配置光栅结构

摘要 Q, "8Ty  
`KE]RTq  
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。 xX9snSGz  
*z#du*f[  
FV3[7w=D\  
%C@p4  
本用例展示了...... Fa\jVFIQ  
•如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构,例如: xt IF)M  
- 矩形光栅界面 _~D#?cFY6  
- 过渡点列表界面 -rjQ^ze  
- 锯齿光栅界面 K3UN#G)U  
- 正弦光栅界面 sekei6#fi  
•如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 %rgW}Z5  
&r*F+gL  
光栅工具箱初始化 _<DOA:'v  
•初始化 m2YsE  j7  
-  开始 '\+"3!$  
光栅 fL d2{jI,  
通用光栅光路图 !*HJBZ]q  
•注意:使用特殊类型的光栅,例如: 矩形形状, r b\t0tg  
可直接选择特定的光路图。 |Ldvfd  
`u7^r^>A  
1Sza%D;3  
Y"r728T`K  
光栅结构设置 aJtpaW@  
•首先,必须定义基板(基块“Base Block”)的厚度和材料。 i7v =o#  
_ h1eW9q  
•在VirtualLab中,光栅结构在所谓的堆栈(stack)中定义。 CWRB/WH:  
•堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 !4FOX>|L@  
Y)$%-'=b+  
RLL%l  
lKQevoy'  
•例如,选择第一个界面上的堆栈。 % ;R&cSZ  
WHOX<YJs  
堆栈编辑器 md? cvGDE  
•在堆栈编辑器(Stack Editor)中,可以从目录中添加或插入界面。 5XzsqeG|  
•VirtualLab的目录提供了几种类型的界面。 所有界面都可以用来定义光栅。 4zt:3bW U  
D/ sYH0.V$  
sKsMF:|OT  
'Ha> >2M  
矩形光栅界面 ;ND[+i2MN  
aI ;$N|]u  
•一种可能的界面是矩形光栅界面。 5*-RIs! 2  
•此类界面适用于简单二元结构的配置。 vfvp#  
•在此示例中,由银制成的光栅位于玻璃基板上。 YTmHht{j#  
•为此,增加了一个平面界面,以便将光栅结构与基块分开。 98O]tL+k/u  
•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。 *5*#Z~dut8  
GoAh{=s  
,EVPnH[F~  
' Q(kx*;  
矩形光栅界面 /':64#'  
•请注意:界面的顺序始终从基板表面开始计算。 WiB~sIp  
•所选界面在视图中以红色突出显示。 /DyeMCY-  
NWPT89@l  
•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。 jpS$5Ct  
•可以在光路编辑器(Light Path Editor)中更改此材质。 U{bv|vF  
-K(d]-yv  
•堆栈周期(Stack Period)允许控制整个配置的周期。 :).NA ]  
•此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 <6Y;VH^_  
•如果是简单的光栅结构,建议选择“取决于界面周期”(Dependent from Period of Interface)选项,并选择适当的周期性界面索引。 #Ha"rr46p  
}YBuS3{  
x{zZ%_F  
4b;*:C4?  
BBGub?(dR  
iWC}\&i  
矩形光栅界面参数 j[FB*L1!D  
•矩形光栅界面由以下参数定义 rPyjr(I"_  
- 狭缝宽度(绝对或相对) 0vX6n6G}  
- 光栅周期 eyp_.1C~  
- 调制深度 &z5?]`ALu  
•可以选择设置横向移位和旋转。 :A!EjIL`#  
|2n*Ds'  
MN5}}@  
rl~Rbi  
高级选项和信息 xgj'um  
•在传播菜单中,有几个高级选项可用。 x=L"qC9f/  
•传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 \lQI;b;$  
•可以设置总级次数或衰逝波级次数 EW vhT]<0  
(evanescent orders)。 #a~BigZ[G  
•如果考虑金属光栅,这项功能非常实用。 7UG c2J  
•相反,在介质光栅的情况下,默认设置就足够了。 W2h4ej\s  
5S!j$_(  
7][fciZN  
tjB)-=j[  
•高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 S{8-XiL,  
•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。 +l/kH9m  
•此外,有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 "=C~I W  
•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。 =_iYT044p  
IemhHf ^l  
N~IAm:G}[  
`v)'(R7){  
过渡点列表界面 Mt`LOdiC_  
•另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 1y6<gptx  
•此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 | Z2_W/  
•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。 }vOg9/[{  
@&&} J  
*y7 Yf7  
过渡点列表参数 S^|`*%pq  
•过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 )m8Gbkj<  
•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。 X"`[&l1  
V#.pi zb  
4gev^/^^  
MaD|X_g  
•必须在周期化(Periodization)选项卡中设置此界面的周期。 }a, ycFt  
•此处,可以定义x方向和y方向的周期。 cr ]b #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。 n{L^W5B  
$M0l (htR  
||TZ[l  
_K{- 1ZYsi  
高级选项及信息 8%YyxoCH  
•同样,可以在高级设置选项卡页面上调整和研究分解结构的数据。 pV (Mh[ }P  
'U ZzH$h  
|.yS~XFJS  
X[$|I9  
正弦光栅界面 Zos.WS#  
•另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 z)v o  
•此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 lc~c=17  
•如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: m;rr7{7X  
- 脊的材料:基板的材料 jVOq/o  
- 凹槽材料:光栅前面的材料 )p;t '*]  
Whp`\E< <  
/=AFle2(  
oH v.EO  
正弦光栅界面参数 WoB'B|%  
- 正弦光栅界面也由以下参数定义: 6)ZaK  
•光栅周期 n/*" 2  
•调制深度 L aA<`  
- 可以选择设置横向移位和旋转。 ._A4 :  
- 由于这是光栅界面(类似于矩形和锯齿借口),因此不必选择周期。 GhcH"D%-  
LD NdHG6  
toPFkc6`  
[:(O`#  
高级选项和信息 3kUb cm  
•同样,可以在高级设置选项卡中调整和研究分解结构的数据。 qLxcr/fK  
U&Atgv  
B=^M& {  
|&-*&)iD|w  
高级选项及信息 Kf(Px%G6K  
•如果增加层数(例如,增加2倍),则离散化变得光滑。 o+ {i26%  
Y?0x/2<  
6|n3Q$p  
锯齿光栅界面 "SQyy  
•另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 et/l7+/'  
•此界面允许配置闪耀结构的光栅。 {g1R?W\LZ  
•如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: t.RDS2N|  
- 脊的材料:基板的材料 lf KV%  
- 凹槽材料:光栅前面的材料 _7;G$\^&.  
 lFcHE c  
?G~rYETvw  
HA}q.L]#  
锯齿光栅界面参数 "5FP$oR  
•锯齿光栅界面也由以下参数定义: lFIaC}  
- 光栅周期 i,Z-UA|f=T  
- 调制深度 #hs&)6S f  
•此外,闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 F g):>];<9  
•可以选择设置横向移位和旋转。 EW4a@  
•由于这是光栅界面(类似矩形和正弦型),因此不必选择周期。 ^2%)Nq;O  
d!Y%7LmSE@  
. 8ikcs  
H=WB6~8)  
高级选项和信息 \SwqBw  
•同样,可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 ?*kB>U9e  
yLXIjR  
探测器位置的注释 %t1Z!xv_  
关于探测器位置的注释 =F/R*5:T  
•在VirtualLab中,探测器默认位于基板后面的空气中。 F2Ny=H &G  
•如果光栅包含在复杂的光学装置中,则必须这样做。 ;Z"Iv  
•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。 m432,8 K3r  
•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)。 :nqDX  
•可以避免这些干涉效应的不良影响。 |FlB#  
S7cD}yx*[  
+9t{ovF?L  
文件信息
eL)m(  
7T!t*sSO'  
XS^du{ai  
U Lq`!1{   
3|G~_'`RLt  
QQ:2987619807 ).u>%4=6  
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