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2020-08-20 09:58 |
使用界面配置光栅结构
摘要 U\veOQ;mW k% sO 0 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。 "6R
5+ -6tgsfEr
-b9;5eS! q}/WQ]p} < 本用例展示了...... p.
R2gl1m •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构,例如: 2$14q$eb - 矩形光栅界面 DUL4noq{ - 过渡点列表界面 #'-Sh7ycW - 锯齿光栅界面 L lw&& K - 正弦光栅界面 ,h{A^[yl •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 %'xb%`t j:}J}P 光栅工具箱初始化 ew;ur? •初始化 cooUE<a - 开始 ~_9n .C 光栅 ly4s"4v 通用光栅光路图 :U
d •注意:使用特殊类型的光栅,例如: 矩形形状, JXixYwm 可直接选择特定的光路图。 5GA\xM- {^m(,K_
sK"9fU "F3]X)} 光栅结构设置 c9\2YKo •首先,必须定义基板(基块“Base Block”)的厚度和材料。 OdQT2PA_
d\H&dkpH •在VirtualLab中,光栅结构在所谓的堆栈(stack)中定义。 ^A][)*SZ •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 rUlS'L;$" t4qej
Fhv2V,nZ< L>!8YUz7p$ •例如,选择第一个界面上的堆栈。 uk9g<<3T -w;(cE 堆栈编辑器 &SAH2xR •在堆栈编辑器(Stack Editor)中,可以从目录中添加或插入界面。 Gy,u^lkk: •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。 cO\- y8s!M
dLvJh#`o @)>D))+ 矩形光栅界面 f`8OM}un& 4"@GNk~e •一种可能的界面是矩形光栅界面。 ?f*Q>3S) •此类界面适用于简单二元结构的配置。 SVa6V}"Iv •在此示例中,由银制成的光栅位于玻璃基板上。 R*zO
dxY •为此,增加了一个平面界面,以便将光栅结构与基块分开。 .}k(L4T|= •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。 QN>7~=` (f_g7B2&y
!)qQbk ]WUC:6x 矩形光栅界面 :s-o0$PlJ •请注意:界面的顺序始终从基板表面开始计算。 DY{cQb •所选界面在视图中以红色突出显示。 RGIoI]_
KECElK3uj •此外,此处无法定义光栅前方的介质(指最后一个接界面后面的介质)。 它自动取自光栅元件前面的材料。 1^dJg8 •可以在光路编辑器(Light Path Editor)中更改此材质。 b?Pj< tA
%d m-?` •堆栈周期(Stack Period)允许控制整个配置的周期。 'r} zY-FM` •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 mmEp'E •如果是简单的光栅结构,建议选择“取决于界面周期”(Dependent from Period of Interface)选项,并选择适当的周期性界面索引。 |!H?+Jj: pilh@#_h
H]\Zn%.# T;\^#1
S'U@X m7=1%6FN3 矩形光栅界面参数 TFR(
4W •矩形光栅界面由以下参数定义 3Z>YV]YbeU - 狭缝宽度(绝对或相对) !r+IXuqV,! - 光栅周期 kax\h - 调制深度 'PlaM Oy •可以选择设置横向移位和旋转。 ~|Z'l%<Os %8)W0WMe
I,ci >/+b hzY[
G: 高级选项和信息 G",.,Px •在传播菜单中,有几个高级选项可用。 K{cbn1\,H •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 /^#G0f*N •可以设置总级次数或衰逝波级次数 YCy2 2@C (evanescent orders)。 MS<SAD>w •如果考虑金属光栅,这项功能非常实用。 (LJ@SeM; •相反,在介质光栅的情况下,默认设置就足够了。 !OcENV Vv*NFJ |
BF8"rq}r0 Qbeeq6 •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 N;HIsOT}t •层分解(Layer Decomposition)和过渡点分解(Transition Point Decomposition)设置可用于调整结构的离散化。 默认设置适用于几乎所有光栅结构。 b^`AJK •此外,有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 XTqm] •分解预览(Decomposition Preview)按钮提供用于FMM计算的结构数据的描述。 折射率由色标表示。 :Dl%_l 4B-yTyO
V/"}ku Omag)U)IPh 过渡点列表界面 {UH9i'y:t •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 ujgLJ77 •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 v })Q •同样,平面界面用于将光栅材料或介质与其中一个基板分离。 noNm^hFL
!0 Q8iW: 59B&2861 过渡点列表参数 r$nkU4N' •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 dL;HV8z^ •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。 MonS hIz
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;RN8\re =^h~!ovj: •必须在周期化(Periodization)选项卡中设置此界面的周期。 X;fy\HaU •此处,可以定义x方向和y方向的周期。 `Y3( ~~YGn •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^~U&7 &1)xoZ'\
#iis/6" $V8vrT#:
高级选项及信息 <>4!XPo%J •同样,可以在高级设置选项卡页面上调整和研究分解结构的数据。 's@MQ!
* B}*V%}:)
PDw{R]V+ `?o=*OS7Y 正弦光栅界面 ZL%VOxYqi •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 {^&@gkYY •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 f =_^>>. •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: )&Z>@S^ - 脊的材料:基板的材料 T!(
4QRh[ - 凹槽材料:光栅前面的材料 T$b\Q ;; LuU<,$
JmWR{du Sa]Ek* 正弦光栅界面参数 QjukK6#W - 正弦光栅界面也由以下参数定义: fwmLJ5o
N •光栅周期 b>q6:=(( •调制深度 yMIT( - 可以选择设置横向移位和旋转。 I}:L]H{E - 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。 z
Bf;fi ~Q!~ eTw
%yw=[]Vjze bf98B4< 高级选项和信息 )|T`17- •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。 U6i~A9; Pc4R!Tc
Z>{*ISvpq !d4HN.a7+u 高级选项及信息 7t4v~'h;5e •如果增加层数(例如,增加2倍),则离散化变得光滑。 ku3D?D:V /Nqrvy=
iwz`
x 锯齿光栅界面 8*k oxS •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 fu>Qi)@6a1 •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 Rrz'(KSDw •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: r
}
7:#XQ - 脊的材料:基板的材料 B007x{-L - 凹槽材料:光栅前面的材料 `V~LV<v5 n8FT<pUq
JFJIls 1E^{B8cm 锯齿光栅界面参数 K50t%yu#T] •锯齿光栅界面也由以下参数定义: c9|a$^I6 - 光栅周期 )=(n/vckM - 调制深度 [0{wA9g •此外,闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 ;siJ~|6) •可以选择设置横向移位和旋转。 ris;Iu^v0 •由于这是光栅界面(类似矩形和正弦型),因此不必选择周期。 x#o?>5Qg? LI:?Y_r
JB'qiuhab ?7rD42\8H 高级选项和信息 45r|1<R o •同样,可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 0Ts!(b]B
z qO$ 探测器位置的注释 |<QI%Y$dr 关于探测器位置的注释 I W8. •在VirtualLab中,探测器默认位于基板后面的空气中。 Ix4 jof6( •如果光栅包含在复杂的光学装置中,则必须这样做。 6o9sR)c
? •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。 8 +L7E- •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)。
$Gd5wmb! •可以避免这些干涉效应的不良影响。 IE@ z@+\(
&V FjHW @!-aR u 文件信息 HD~jU>}} mj,qQ=n;p
G$S1#F - ^VC7C~NZ!M 2Z-,c;21 QQ:2987619807 XzN-slu!
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