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infotek 2020-08-20 09:58

使用界面配置光栅结构

摘要 j~bAbOX12  
4'',6KJ@  
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。 e@E17l-  
+b^]Pz5  
@Mm/C?#*O  
*ZaaO^!  
本用例展示了...... Gav"C{G  
•如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构,例如: w5`#q&?  
- 矩形光栅界面 B MM--y@  
- 过渡点列表界面 gH[,Xx?BN!  
- 锯齿光栅界面 F@Q^?WV  
- 正弦光栅界面 F$Hx`hoy  
•如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 \<~}o I  
HTV ~?E  
光栅工具箱初始化 3X;{vO\a1  
•初始化 wd[eJcQ,  
-  开始 xACdZB(  
光栅 #E DEYEW7  
通用光栅光路图 `5q ;ssu  
•注意:使用特殊类型的光栅,例如: 矩形形状, gY(1,+0-  
可直接选择特定的光路图。 R_^/,^1  
Ytao"R/  
t V03+&jF  
/.Fj.6U5  
光栅结构设置 +L0w;wT  
•首先,必须定义基板(基块“Base Block”)的厚度和材料。 F30 ]  
3uV4/% U  
•在VirtualLab中,光栅结构在所谓的堆栈(stack)中定义。 2?W7I/F  
•堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 |Y},V_@d  
ySe$4deJ  
n2 {SV  
:]PM_V|  
•例如,选择第一个界面上的堆栈。 y+9h~,:A  
g JjN<&,  
堆栈编辑器 ecj7BT[mLI  
•在堆栈编辑器(Stack Editor)中,可以从目录中添加或插入界面。 \}5p0.=  
•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。 =wG+Ao  
6?qDdVR~]  
paW@\1Q  
 Ow:1?Z{4  
矩形光栅界面 wJeG(h  
,lt8O.h-l  
•一种可能的界面是矩形光栅界面。 c3)C{9T](  
•此类界面适用于简单二元结构的配置。 2 rN ,D(  
•在此示例中,由银制成的光栅位于玻璃基板上。 h5"Ov,K3[  
•为此,增加了一个平面界面,以便将光栅结构与基块分开。 fY,|o3#  
•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。 x[(?#  
Pm+tQ  
\( )# e  
+*}{`L- :  
矩形光栅界面 ^e Gue  
•请注意:界面的顺序始终从基板表面开始计算。 ]]0,|My7  
•所选界面在视图中以红色突出显示。 >?lOE -}^  
~Rpm-^  
•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=Ym x2A9]  
•可以在光路编辑器(Light Path Editor)中更改此材质。 a|4~NL  
f )Z%pgB  
•堆栈周期(Stack Period)允许控制整个配置的周期。 nV*y`.+  
•此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 O(z}H}Fv  
•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。 ?4 S+edX  
{Qv>q$Q  
h3* x[W  
yX!HZu;j  
,=QM#l]  
p\p\q(S">  
矩形光栅界面参数 &?,6~qm[  
•矩形光栅界面由以下参数定义 FLZWZ;  
- 狭缝宽度(绝对或相对) ;CHi\+` 5  
- 光栅周期 'heJ"k?  
- 调制深度 (u3s"I d  
•可以选择设置横向移位和旋转。 CZ<~3bEF  
}8-\A7T  
MJ`3ta  
\x{;U#B[3>  
高级选项和信息 )B# ,  
•在传播菜单中,有几个高级选项可用。 %dST6$Z  
•传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 5kypMHJm  
•可以设置总级次数或衰逝波级次数 FQz?3w&ia  
(evanescent orders)。 LQYy;<K  
•如果考虑金属光栅,这项功能非常实用。 h}`!(K^;3  
•相反,在介质光栅的情况下,默认设置就足够了。 |RkcDrB~  
@f+8%I3D  
:O<bA& :d  
l_tw<`Ep  
•高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 DQ#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。 YevyN\,}V!  
•此外,有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 YgUH'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。 gi/@ j  
v1JS~uDz  
a]Eg!Q  
z4#(Ze@u~_  
过渡点列表界面 LQ11ba  
•另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 '_\;jFAM  
•此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 oX@ya3!Pz  
•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。 )4>2IQ  
h^9"i3H  
._w8J"E5  
过渡点列表参数 u]-_<YZ'B  
•过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 {5r0v#;  
•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。 g"s$}5{8:  
0Sq][W=  
>(w2GD?  
4/kv3rv  
•必须在周期化(Periodization)选项卡中设置此界面的周期。 kE8>dmH23  
•此处,可以定义x方向和y方向的周期。 W7"{r)7  
•在这种情况下,可以忽略内部和外部定义区域的设置,因为接口的扩展已经被周期性边界条件截断。 *[ #;j$m  
\<Sv3xy&O  
u] :m"L M  
99$ 5`R;  
高级选项及信息 w=]Ks'C]  
•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。 D4eTTfQ  
wbDM5%  
NjPDX>R\K  
^D^4 YJz  
正弦光栅界面 %*aJLn+]_R  
•另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 b*a2,MiM  
•此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 _lzyMEdr  
•如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: NN0$}acp  
- 脊的材料:基板的材料 YprH wL  
- 凹槽材料:光栅前面的材料 UJ-?k &j,  
09A X-JP  
8l}1c=A}Vi  
21s4MagC  
正弦光栅界面参数 /525w^'pd  
- 正弦光栅界面也由以下参数定义: yR{x}DbG  
•光栅周期 -9RDr\&`(  
•调制深度 v_e9}yI   
- 可以选择设置横向移位和旋转。 1O].v&{  
- 由于这是光栅界面(类似于矩形和锯齿借口),因此不必选择周期。 b'MSkEiQG  
+_XmlX A3Z  
M/x>51<  
JN^ &S  
高级选项和信息 :m86 hBE.  
•同样,可以在高级设置选项卡中调整和研究分解结构的数据。 }:0uo5 B7  
[E#UGJ@  
#;n +YM">:  
[I4ege>  
高级选项及信息 gaA<}Tp,  
•如果增加层数(例如,增加2倍),则离散化变得光滑。 9/+Nj/  
o6f_l^+H  
k = ?h~n0M  
锯齿光栅界面 =@TQ>Qw%b  
•另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 GgaTn!mJt  
•此界面允许配置闪耀结构的光栅。 ,-x!$VqS  
•如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: tm7u^9]  
- 脊的材料:基板的材料 3@5=+z~CW  
- 凹槽材料:光栅前面的材料 2[0JO.K 4  
iU6Gp-<M ,  
8|E'>+ D_-  
K)TrZ 2  
锯齿光栅界面参数 G=;k=oX(  
•锯齿光栅界面也由以下参数定义: q+B&orp  
- 光栅周期 0$7.g!h?  
- 调制深度 4f(Kt,0  
•此外,闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 Vh}SCUof'  
•可以选择设置横向移位和旋转。 eZ"1gYqy  
•由于这是光栅界面(类似矩形和正弦型),因此不必选择周期。 $}")1|U,X  
XZw6Xtn  
+ [Hh,I7  
n$xQ[4eH)  
高级选项和信息 6<K6Y5<6  
•同样,可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 7d92 Pe  
-,K!  
探测器位置的注释 eNiaM6(J  
关于探测器位置的注释 1-.~7yC  
•在VirtualLab中,探测器默认位于基板后面的空气中。 oK{ V7  
•如果光栅包含在复杂的光学装置中,则必须这样做。 PRNoqi3sY  
•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。 nQ|r"|g  
•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)。 fDx9iHGv  
•可以避免这些干涉效应的不良影响。 !n6wWl  
sB69R:U;  
OFje+S  
文件信息
}w4QP+ x  
AkOO )0  
,vW:}&U  
 +H$!a  
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QQ:2987619807 !|c|o*t{  
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