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infotek 2021-05-11 10:54

使用界面配置光栅结构

摘要 i4',d#  
R]s\s[B  
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。 o~ v   
qUZm6)p6[a  
Y? 1 3_~ K  
2HxT+|~d6  
本用例展示了...... V>8)1)dF  
•如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构,例如: +{qX,  
- 矩形光栅界面 F|rJ{=x  
- 过渡点列表界面 @xO?SjH  
- 锯齿光栅界面 VE <p,IO  
- 正弦光栅界面 uQ}0hs  
•如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 p "J^  
Sqc r -  
光栅工具箱初始化 lur$?_gt  
•初始化 ,-4SVj8$P  
-  开始 o@p(8=x  
光栅 3)? v  
通用光栅光路图 5BztOYn,  
•注意:使用特殊类型的光栅,例如: 矩形形状, a!_vd B  
可直接选择特定的光路图。 FuA8vTV{  
*%{  
(%i)A$i6a  
Q|!}&=  
光栅结构设置 YY&3M  
•首先,必须定义基板(基块“Base Block”)的厚度和材料。 st b)Tl^  
DE0gd ux8  
•在VirtualLab中,光栅结构在所谓的堆栈(stack)中定义。 w6B'&  
•堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 %lr<;   
BW`)q/  
SkmLX@:(  
GaD]qeS-K  
•例如,选择第一个界面上的堆栈。 iva?3.t  
lzKJy  
堆栈编辑器 gwf *M3(  
•在堆栈编辑器(Stack Editor)中,可以从目录中添加或插入界面。 4yk!T  
•VirtualLab的目录提供了几种类型的界面。 所有界面都可以用来定义光栅。 %(9BWO  
kLr6j-X  
wRc=;f  
oicj3xkw?  
矩形光栅界面 TAkM-iyH]  
#Cwzk{p(  
•一种可能的界面是矩形光栅界面。 RR%[]M#_T  
•此类界面适用于简单二元结构的配置。 "Yk3K^`1T.  
•在此示例中,由银制成的光栅位于玻璃基板上。 d%"?^e  
•为此,增加了一个平面界面,以便将光栅结构与基块分开。 'CrBxaA]s  
•在堆栈编辑器的视图中,根据折射率(黑暗表示更高),其他颜色表示不同的材料。 UUzu`>upB  
FUq>+U!Qu  
v,\2$q/  
DeMF<)#  
矩形光栅界面 g_2m["6*  
•请注意:界面的顺序始终从基板表面开始计算。 /(aKhUjhb  
•所选界面在视图中以红色突出显示。 ;[)t*yAh  
NXwlRMbo  
•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。 :s Mc}k?9S  
•可以在光路编辑器(Light Path Editor)中更改此材质。 #WOb&h  
p6VHa$[  
•堆栈周期(Stack Period)允许控制整个配置的周期。 !'-|]xx(  
•此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 &HPzm6.3  
•如果是简单的光栅结构,建议选择“取决于界面周期”(Dependent from Period of Interface)选项,并选择适当的周期性界面索引。 :6^8Q,C1@  
*kI1NchF  
OMr&f8  
}]qx "  
^'g1? F$_  
pB3dx#l  
矩形光栅界面参数 W|go*+`W%  
•矩形光栅界面由以下参数定义 /1Xji 0LK  
- 狭缝宽度(绝对或相对) v{R:F  
- 光栅周期 Rwy<#9R[x  
- 调制深度 M5SAlj  
•可以选择设置横向移位和旋转。 a"!D @a  
,W'?F9Y\  
rKP;T"?;  
F-=W7 D:[c  
高级选项和信息 _ ]W }6?i  
•在传播菜单中,有几个高级选项可用。  2iUdTy$  
•传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 I+) Acy;  
•可以设置总级次数或衰逝波级次数 (Ea)`'/  
(evanescent orders)。 yM3]<~m  
•如果考虑金属光栅,这项功能非常实用。 G1Qc\mp  
•相反,在介质光栅的情况下,默认设置就足够了。 -?8;-h, h  
"TWNit  
zUw9  
+OUYQMmM  
•高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 EW* 's(  
•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。 jLULf+ 8&  
•此外,有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 iU5Aj:U3  
•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。 +["t@Q4IQ  
mkfU fG&  
5"f')MKUV9  
&^HqbLz  
过渡点列表界面 }&Eb {'  
•另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 Ksp!xFk  
•此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 ,gR9~k,  
•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。 `-l, `7e'  
kf3yJP/  
y;N[#hY#CD  
过渡点列表参数 r?e)2l~C8j  
•过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 N'L3Oa\%  
•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(e =@/qp  
$<)k-Cf  
d7xd"  
v3(W4G`  
•必须在周期化(Periodization)选项卡中设置此界面的周期。 8ODrW!o  
•此处,可以定义x方向和y方向的周期。 +L4_]  
•在这种情况下,可以忽略内部和外部定义区域的设置,因为接口的扩展已经被周期性边界条件截断。 -[kbHrl&  
jgLCs)=5hV  
u!([m; x|  
c&Pgz~iP  
高级选项及信息 `I.Uw$,P  
•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。 *KP 60T  
+tz^ &(  
tlU&p'  
~=5vc''  
正弦光栅界面 rC>')`uk  
•另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 1uTbN  
•此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 i%7b)t[y  
•如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: pq`Bg`c  
- 脊的材料:基板的材料 ;C8'7  
- 凹槽材料:光栅前面的材料 )-FQ_K%  
J[:3H6%`  
A*I mruV  
.7-Yu1{2  
正弦光栅界面参数 75`*aAZ3  
- 正弦光栅界面也由以下参数定义: u 89u#gCAC  
•光栅周期 2nOoG/6 E  
•调制深度 3AWNoXh  
- 可以选择设置横向移位和旋转。 %2=nS<kC  
- 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。 N 3)OH6w"  
pPcn F`A  
h(hb?f@1:  
p<*\f  
高级选项和信息 )1H$5h  
•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。 :U`8s#  
UOrf wK  
S8+Xk= x  
%=J<WA6\  
高级选项及信息 %Uk]e5Hu  
•如果增加层数(例如,增加2倍),则离散化变得光滑。 9k_3=KS3N  
/IM5#M5~  
1!. CfQi  
锯齿光栅界面 ~y{(&7sM  
•另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 @>'.F<:P<  
•此界面允许配置闪耀结构的光栅。 M>df7.N7%P  
•如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: #2c-@),  
- 脊的材料:基板的材料 5B{O!SNd  
- 凹槽材料:光栅前面的材料 6=]%Y  
h3.wR]ut  
xq',pzN  
: 0Nd4hA  
锯齿光栅界面参数 Ue|]M36  
•锯齿光栅界面也由以下参数定义: w U.K+4-k  
- 光栅周期 _N~h#(  
- 调制深度 ='=\!md  
•此外,闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 7>EjP&l  
•可以选择设置横向移位和旋转。 i*j[j~2>C;  
•由于这是光栅界面(类似矩形和正弦型),因此不必选择周期。 w/s{{X<bF  
o >{+vwK  
V|vU17Cgy  
d [z+/L  
高级选项和信息 5EDM?G  
•同样,可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 VmrW\rH@  
;pdW7  
探测器位置的注释 fL4F ~@`9l  
关于探测器位置的注释 krm&.J  
•在VirtualLab中,探测器默认位于基板后面的空气中。 s%`o  
•如果光栅包含在复杂的光学装置中,则必须这样做。 +0;n t  
•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。 Y[x9c0  
•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)。 + oyW_!(  
•可以避免这些干涉效应的不良影响。 4RsV\Y{FN  
u79.`,Ad&  
$53I%.  
文件信息
< 2w@5qL  
]J)WcM:  
)Rla VAtM  
s]0x^"#B  
2a2C z'G  
QQ:2987619807 EKf"e*|(L  
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