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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~
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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
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- 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$i6a Q|!}&= 光栅结构设置 YY&3M •首先,必须定义基板(基块“Base Block”)的厚度和材料。 stb)Tl^
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ux8 •在VirtualLab中,光栅结构在所谓的堆栈(stack)中定义。 w6B'& •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 %lr<; BW`)q/
SkmL X@:( GaD]qeS-K •例如,选择第一个界面上的堆栈。 iva?3.t lzKJy 堆栈编辑器 gwf*M3( •在堆栈编辑器(Stack Editor)中,可以从目录中添加或插入界面。 4 yk!T •VirtualLab的目录提供了几种类型的界面。 所有界面都可以用来定义光栅。 %(9BWO kLr6j-X
wRc=;f oicj3xkw? 矩形光栅界面 TAkM-iyH] #Cwzk{p( •一种可能的界面是矩形光栅界面。 RR%[]M#_T •此类界面适用于简单二元结构的配置。 "Yk3K^`1T. •在此示例中,由银制成的光栅位于玻璃基板上。 d%"?^e •为此,增加了一个平面界面,以便将光栅结构与基块分开。 'CrBxaA]s •在堆栈编辑器的视图中,根据折射率(黑暗表示更高),其他颜色表示不同的材料。 UUzu`>upB FUq>+U!Qu
v,\2$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。 :sMc}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 /1Xji0LK - 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 +OUYQM mM •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。
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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。 ,g R9~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 $<)k-Cf
d7xd" v3(W4G` •必须在周期化(Periodization)选项卡中设置此界面的周期。 8ODrW!o •此处,可以定义x方向和y方向的周期。 +L4_] •在这种情况下,可以忽略内部和外部定义区域的设置,因为接口的扩展已经被周期性边界条件截断。 -[kbHrl& jgLCs)=5hV
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x| c&Pgz~iP 高级选项及信息 `I.Uw$,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
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tlU&p' ~=5 vc'' 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*ImruV .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
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