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infotek 2021-05-11 10:54

使用界面配置光栅结构

摘要 Rw% KEUDm  
[%Xfl7;Wh  
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。 tBQ> p.  
\[jItg,+  
UkKpS L}Q2  
w:v:znQrW  
本用例展示了...... 1)ne-e  
•如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构,例如: gV BV@v!W  
- 矩形光栅界面 OwUbm0)h^V  
- 过渡点列表界面 =G6@:h=  
- 锯齿光栅界面 ]Hq%Q~cE  
- 正弦光栅界面 UPF=X) !M  
•如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 H;ib3?  
4Rq"xYGXh  
光栅工具箱初始化 *ni|I@8  
•初始化 {lJpcS  
-  开始 zZ-*/THB@R  
光栅 $la,_Sr  
通用光栅光路图 cB^lSmu5  
•注意:使用特殊类型的光栅,例如: 矩形形状, {wySH[V  
可直接选择特定的光路图。 g=Jfp$*[  
DK;-2K  
u)-l+U.  
ww,'n{_  
光栅结构设置 g> f394j  
•首先,必须定义基板(基块“Base Block”)的厚度和材料。 KW\`&ki  
ML-g"wv  
•在VirtualLab中,光栅结构在所谓的堆栈(stack)中定义。 hrK^oa_[W  
•堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 uDR(^T{g#  
*d 4D9(  
pm+[,u!i  
A:(uK>5{Kk  
•例如,选择第一个界面上的堆栈。 d|3[MnU[a  
\&fK8H1  
堆栈编辑器 f{0PLFj  
•在堆栈编辑器(Stack Editor)中,可以从目录中添加或插入界面。 l"/Os_4O  
•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。 t)h3GM  
qI9 BAs1~}  
D@e:Fu1\R  
i fUgj8i_  
矩形光栅界面 .E(Ucnz/  
IV76#jL  
•一种可能的界面是矩形光栅界面。 Sj\8$QIXC  
•此类界面适用于简单二元结构的配置。 ryP z q}#  
•在此示例中,由银制成的光栅位于玻璃基板上。 $v,_8{ !  
•为此,增加了一个平面界面,以便将光栅结构与基块分开。 QMP:}  
•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。 %-D2I  
R4?/7  
BZ.H6r'Q  
MeC@+@C  
矩形光栅界面 <>cajQ@  
•请注意:界面的顺序始终从基板表面开始计算。 cVN|5Y   
•所选界面在视图中以红色突出显示。 TD'1L:mv  
Em;zi.Y+V  
•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。 J c*A\-qC.  
•可以在光路编辑器(Light Path Editor)中更改此材质。 S"*wP[d.9  
>U z3F7nHi  
•堆栈周期(Stack Period)允许控制整个配置的周期。 0t8-oui  
•此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 [||$1u\%  
•如果是简单的光栅结构,建议选择“取决于界面周期”(Dependent from Period of Interface)选项,并选择适当的周期性界面索引。 *=rl<?tX  
L fhd02  
SyI#Q[f'_  
9496ayi  
h1xYQF_`Z  
0[^f9NZ>-  
矩形光栅界面参数 ]*).3<Lw  
•矩形光栅界面由以下参数定义 lq74Fz&(  
- 狭缝宽度(绝对或相对) k 2~j:&p  
- 光栅周期 iVE+c"c!2&  
- 调制深度 5Jd,]~KAP  
•可以选择设置横向移位和旋转。 #-{4F?DA]y  
D?$f[+  
c8h 9  
V<b"jCXI  
高级选项和信息 P6 9S[aqW  
•在传播菜单中,有几个高级选项可用。 `3~w#?+=*  
•传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 b?z8Yp6  
•可以设置总级次数或衰逝波级次数 AyddkjX  
(evanescent orders)。 opKtSF|)  
•如果考虑金属光栅,这项功能非常实用。 uXXwMc<p  
•相反,在介质光栅的情况下,默认设置就足够了。 N7XRk= J  
m6s32??m  
JHcC}+H[  
% %*t{0!H+  
•高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 h<[o;E  
•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。 Xcb\N  
•此外,有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 F[LBQI`zq  
•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。 CZ|R-ky6p  
p\Jz<dkN1  
mDtD7FzJ  
R ~#\gMs  
过渡点列表界面 ds`a6>746  
•另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 QM OOJA  
•此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 tR1 kn&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。 :WE(1!P@  
:*1bhk8~  
94Z~]C  
过渡点列表参数 0e&Vvl4DK  
•过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 6#v"+V  
•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。 YoJN.],gf  
0]&~ddL  
Ie4}F|#=  
B+ +:7!  
•必须在周期化(Periodization)选项卡中设置此界面的周期。 Ao2t=vg  
•此处,可以定义x方向和y方向的周期。 ,u/GA<'#M  
•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。 ygh*oVHO  
X2~>Z^, U  
Ygr1 S(=  
U]O7RH  
高级选项及信息 s/8>(-H#  
•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。 y8VLFe;  
!ce5pA  
!h4L_D0  
zxY  
正弦光栅界面 xDm^f^}>  
•另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 O.Z<dy+  
•此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 0@vSl%I+  
•如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: !>TH#sU$  
- 脊的材料:基板的材料 !q mnMY$  
- 凹槽材料:光栅前面的材料 "9aiin  
D3N\$D  
qdWsP9}q  
l-g+E{ZM  
正弦光栅界面参数 v [\' M  
- 正弦光栅界面也由以下参数定义: ?"\X46Gz;  
•光栅周期 yc?+L ;fN  
•调制深度 {fmSmD  
- 可以选择设置横向移位和旋转。 ^h1EE=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。 L> > %  
?*){%eE  
r$<[`L+6  
G$ ( B26  
高级选项和信息 Q E1DTU  
•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。 F6`$5%$M;?  
] X%T^3%G  
0j@gC0xu)|  
v@(Y:\>  
高级选项及信息 Lj`MFZ  
•如果增加层数(例如,增加2倍),则离散化变得光滑。 Z(k7&^d  
8bd&XieE  
Sxa+"0d6  
锯齿光栅界面  !*5vXN  
•另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 Zl^#U c"  
•此界面允许配置闪耀结构的光栅。  #-r,;  
•如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: /{QR:8}-Q  
- 脊的材料:基板的材料 !Nua  
- 凹槽材料:光栅前面的材料 ))JbROBU,  
6qp2C]9=  
dz3chy,3  
] ;" blB  
锯齿光栅界面参数 2j*;1  
•锯齿光栅界面也由以下参数定义: u2}zRC=  
- 光栅周期 I:?1(.kd2-  
- 调制深度 OiAP%7i9  
•此外,闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 +X#JCLD  
•可以选择设置横向移位和旋转。 ~?`V$G=?,  
•由于这是光栅界面(类似矩形和正弦型),因此不必选择周期。 0<(F 8  
!(QDhnx}9c  
Gpv9~&  
M*6}#ST  
高级选项和信息 tj<a , l  
•同样,可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 m$6u K0  
T-S6`^_L  
探测器位置的注释 Y_S>S( 0  
关于探测器位置的注释 bLSXQStB  
•在VirtualLab中,探测器默认位于基板后面的空气中。 A"ApWJ3  
•如果光栅包含在复杂的光学装置中,则必须这样做。 walQo^<  
•但是,完美的平面和平行基板可能会产生一些干涉效应,而实际情况并非如此。 ` 9iB`<  
•因此,为了计算光栅效率,应将探测器设置在基板材料内(同样适用于大多数光栅评估软件)。 R{N9'2l:  
•可以避免这些干涉效应的不良影响。 (^,4{;YQ5  
9b88):[qO  
l.gt+e  
文件信息
Tp-<!^o4  
,j^z];  
?2LRMh")$  
5^:N]Mp"  
~m@v ~=  
QQ:2987619807 +eT1/x0  
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