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infotek 2023-01-11 08:43

使用界面配置光栅结构

i})s4%a  
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~1ht!  
v`HE R6  
HZyA\FS  
g^'h 4qOa  
本用例展示了...... 8h=t%zMSb  
•如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构,例如: 4Z"}W!A  
- 矩形光栅界面 lB,1dw2(T  
- 过渡点列表界面 $9)os7H7  
- 锯齿光栅界面 fZGY'o&5  
- 正弦光栅界面 C0wtMD:G  
•如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 Yj/afn(Jt  
gq7tSkH@  
光栅工具箱初始化 uE-(^u  
•初始化 )6OD@<r{  
-  开始 _%w680b'  
光栅 v/+ <YU  
通用光栅光路图 B/twak\  
•注意:使用特殊类型的光栅,例如: 矩形形状, ?d7,0Ex P  
    可直接选择特定的光路图。 s2; ~FK#/  
j / 5  
*]$B 9zVs!  
XB)D".\  
光栅结构设置 ar 3L|MN  
•首先,必须定义基板(基块“Base Block”)的厚度和材料。 e97G]XLR  
|N.2iN:  
•在VirtualLab中,光栅结构在所谓的堆栈(stack)中定义。 SH%NYjj  
•堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 )4yP(6|lx  
)PX VR T  
&."$kfA+  
GWA"!~Hu  
•例如,选择第一个界面上的堆栈。 o?`FjZ6;x  
6_CP?X+T  
堆栈编辑器 rq+_ [!  
•在堆栈编辑器(Stack Editor)中,可以从目录中添加或插入界面。 8Zr;n`~  
•VirtualLab的目录提供了几种类型的界面。 所有界面都可以用来定义光栅。 4Yj1Etq.E  
4Uy%wB  
s|=lKa]d!"  
.WSyL  
矩形光栅界面 %~u]|q<{  
hFrMOc&  
•一种可能的界面是矩形光栅界面。 K"#$",}=  
•此类界面适用于简单二元结构的配置。 E }L Hp  
•在此示例中,由银制成的光栅位于玻璃基板上。 sPH 2KwEv  
•为此,增加了一个平面界面,以便将光栅结构与基块分开。 >Bt82ibN  
•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。 U0x A~5B  
J<$@X JLS  
]3KeAJ  
]PXM;w  
矩形光栅界面 Pvxb6\G&d  
•请注意:界面的顺序始终从基板表面开始计算。 h0{X$&:  
•所选界面在视图中以红色突出显示。 #N|\7(#~u  
^HKXm#vAB  
•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。 Pfd1[~,  
•可以在光路编辑器(Light Path Editor)中更改此材质。 |xO*!NR  
vsY?q8+P  
•堆栈周期(Stack Period)允许控制整个配置的周期。 ~6G `k^!  
•此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 kf, &t   
•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。 T5XXC1+  
jK|n^5\  
B*,6;lCjX  
YQBLbtn6(  
Obs#2>h  
     Jw)JV~/0  
矩形光栅界面参数 iT]t`7R  
•矩形光栅界面由以下参数定义 56v G R(  
- 狭缝宽度(绝对或相对) ]Q^)9uE\D  
- 光栅周期 <b 5DX  
- 调制深度 S 'a- E![  
•可以选择设置横向移位和旋转。 T{{:p\<]_  
Y|Iq~Qy~  
TW|K.t@5#H  
o) )` "^  
高级选项和信息 je] DR~  
•在传播菜单中,有几个高级选项可用。 Myq8`/_  
•传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 ?Ga8.0Z~KT  
•可以设置总级次数或衰逝波级次数 x#1 Fi$.  
    (evanescent orders)。 ejN/U{)jK'  
•如果考虑金属光栅,这项功能非常实用。 *2AD#yIKC  
•相反,在介质光栅的情况下,默认设置就足够了。 2W AeSUX  
#]` uH{  
,9&cIUH  
     X8C7d6ca  
•高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 sSM"~_y\  
•层分解(Layer Decomposition)和过渡点分解(Transition Point Decomposition)设置可用于调整结构的离散化。 默认设置适用于几乎所有光栅结构。 &:&'70Ya  
•此外,有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 .. `I <2  
•分解预览(Decomposition Preview)按钮提供用于FMM计算的结构数据的描述。 折射率由色标表示。 O1c%XwMn^  
Ailq,  c  
1J?v\S$ma`  
     D|uvgu2  
过渡点列表界面 V_7\VKR  
•另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 !KHgHKEW^  
•此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 Dqy`7?Kn  
•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。 ddHl&+G  
ug3\K83aj/  
_w^,j"  
过渡点列表参数 n0(Q/  
•过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 e@D_0OZ  
•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。 HNzxF nh  
d NACE*g;q  
uwwR$ (\7  
     qBEp |V  
•必须在周期化(Periodization)选项卡中设置此界面的周期。 (r|m&/  
•此处,可以定义x方向和y方向的周期。 kK &w5'  
•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。 t"=5MaQk-  
atL<mhRz  
zPt<b!q  
YT(N][V  
高级选项及信息 h"FI]jK|}  
•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。 gInh+XZs  
mx Nd_{n  
zWY988fX0  
Exb64n-_=  
正弦光栅界面 BJ|l  
•另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。  -WC0W  
•此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 q/O2E<=w*c  
•如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: [LoQYDku  
- 脊的材料:基板的材料 pz%s_g'  
- 凹槽材料:光栅前面的材料 _ *f>UW*,  
c'oiW)8;A  
]$smFF  
     xf,[F8 2y  
正弦光栅界面参数 adLL7  
- 正弦光栅界面也由以下参数定义: /,\V}`Lx"  
•光栅周期 -S$F\%  
•调制深度 gN/<g8  
- 可以选择设置横向移位和旋转。 CsZ~LQ=DB  
- 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。 <KMCNCU\+  
T$;S   
8(1*,CJQg  
     3FBLCD3  
高级选项和信息 'Lu<2=a~  
•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。 EI_-5TtRD  
h;V 4|jM  
.a4,Lr#q.  
(`(D $%  
高级选项及信息  "J(M.Y  
•如果增加层数(例如,增加2倍),则离散化变得光滑。 $d<NN2  
lV\iYX2#  
64B.7S88  
锯齿光栅界面 eHr0],  
•另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 ZHTi4JY  
•此界面允许配置闪耀结构的光栅。 <6UXk[y  
•如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: sVHF\{<  
- 脊的材料:基板的材料 g,,wG k  
- 凹槽材料:光栅前面的材料 X4%uY  
#,#`< h!  
ZJDV'mC}  
g5y+F]'I  
锯齿光栅界面参数 'K7\[if{  
•锯齿光栅界面也由以下参数定义: 3x~7N  
- 光栅周期 SkjG}  
- 调制深度 r8 9o  
•此外,闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 qPDNDkjDD  
•可以选择设置横向移位和旋转。 {$8+n::  
•由于这是光栅界面(类似矩形和正弦型),因此不必选择周期。 5wue2/gl  
Skr (C5T  
p9"dm{  
     IxbQ6  
高级选项和信息 }#ink4dK:  
•同样,可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 aE~T!h  
[Hh*lKg  
探测器位置的注释 9]eG |LFD  
关于探测器位置的注释 ?UsCSJ1V  
•在VirtualLab中,探测器默认位于基板后面的空气中。 )LGVR 3#  
•如果光栅包含在复杂的光学装置中,则必须这样做。 \Oq2{S x\  
•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。 Mt.Cj;h@^[  
•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)。 +La2-I  
•可以避免这些干涉效应的不良影响。 _=HaE&  
cZVx4y%kz  
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