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infotek 2023-01-11 08:43

使用界面配置光栅结构

uz".!K[,wE  
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。 dY68wW>d|  
bdk"7N  
ooref orr  
s\1h=V)!H  
本用例展示了...... @>B#2t&  
•如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构,例如: D)8&v` L S  
- 矩形光栅界面 &OK(6o2m;  
- 过渡点列表界面 = \AI92  
- 锯齿光栅界面 `QXO+'j4  
- 正弦光栅界面 DGj:qd(  
•如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 4K[E3aA  
] NL-)8u  
光栅工具箱初始化 _-x|g~pV*  
•初始化 uDay||7^g  
-  开始 9e^[5D=L  
光栅 {=PO`1H  
通用光栅光路图 D3$PvX[f  
•注意:使用特殊类型的光栅,例如: 矩形形状, )9 5&-Hs  
    可直接选择特定的光路图。 r@f8-!{s2h  
}L>}_NV\  
D'ZR>@w@  
m"<0sqD;  
光栅结构设置 jxL} tS{j  
•首先,必须定义基板(基块“Base Block”)的厚度和材料。 =LDzZ:' X  
rQ(Aj  
•在VirtualLab中,光栅结构在所谓的堆栈(stack)中定义。 /jaTH_Q),:  
•堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 21bvSK  
 U2  
QxH%4 )?  
E'j>[C:U  
•例如,选择第一个界面上的堆栈。 0#<q]M?hW  
*%7[{Loz  
堆栈编辑器 IP7j)SM!  
•在堆栈编辑器(Stack Editor)中,可以从目录中添加或插入界面。 ynvU$}w ~'  
•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。 >N62t9Ll[  
e) 42SL^s  
jOa . h  
+w[vYKSZm  
矩形光栅界面 z85%2Apd  
m~'!  
•一种可能的界面是矩形光栅界面。 Qn(2UO!pD  
•此类界面适用于简单二元结构的配置。 8om6wALXB  
•在此示例中,由银制成的光栅位于玻璃基板上。 Wf/r@/ q  
•为此,增加了一个平面界面,以便将光栅结构与基块分开。 &l"/G%W  
•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。 nICc}U?k  
E;/WP!/.  
h:-ZXIv?  
3_|<CE6  
矩形光栅界面 GPz0qK  
•请注意:界面的顺序始终从基板表面开始计算。 n^B9Mh @  
•所选界面在视图中以红色突出显示。 C-E~z{  
jj_z#6{  
•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。 < aJl i   
•可以在光路编辑器(Light Path Editor)中更改此材质。 x? tC2L  
L[lX?g?Ob  
•堆栈周期(Stack Period)允许控制整个配置的周期。 k#uSH eq7f  
•此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 v_mk{  
•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。 p4GhT~)l:  
[~*5uSG  
V 6I77z  
w=:o//~6j  
s!,m,l[P  
     3 9to5 s,  
矩形光栅界面参数 3}dTbr4y  
•矩形光栅界面由以下参数定义 hb#Nm6  
- 狭缝宽度(绝对或相对) [p3{d\=*?  
- 光栅周期 v e($l"T  
- 调制深度 vZ,DJ//U,  
•可以选择设置横向移位和旋转。 `NYu|:JK:  
60,z!Vv  
%jk7JDvl  
7irpD7P>  
高级选项和信息 K8#MQR2@  
•在传播菜单中,有几个高级选项可用。 @~k4,dJ  
•传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 2[~|#0x  
•可以设置总级次数或衰逝波级次数 ~MWI-oK  
    (evanescent orders)。 Ln:6@Ok)5%  
•如果考虑金属光栅,这项功能非常实用。 +7\$wc_1I@  
•相反,在介质光栅的情况下,默认设置就足够了。 ^POHQQ  
)U12Rshl  
#1*#3p9UL  
     =mR~\R( I  
•高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 3LGX ^J<f  
•层分解(Layer Decomposition)和过渡点分解(Transition Point Decomposition)设置可用于调整结构的离散化。 默认设置适用于几乎所有光栅结构。 Drm#z05i[g  
•此外,有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 ezimQ  
•分解预览(Decomposition Preview)按钮提供用于FMM计算的结构数据的描述。 折射率由色标表示。 (P!r^87  
Vu.VH([b]Q  
GDF/0-/Z  
     i>z_6Gax*[  
过渡点列表界面 a+'k#m  
•另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 (#kKL??W  
•此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 _%g L  
•同样,平面界面用于将光栅材料或介质与其中一个基板分离。 fGZ56eH:  
5aj%<r  
b@QCdi,u  
过渡点列表参数 Hlhd6be  
•过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 nQGl]2  
•上限(Upper Limit)必须设置为大于所需光栅周期一半的值,但在周期性结构的情况下自动设置。 Cj%n?-  
Pi+pQFz5  
-pmb-#`M  
     CvhVV"n  
•必须在周期化(Periodization)选项卡中设置此界面的周期。 I(<9e"1O  
•此处,可以定义x方向和y方向的周期。 |L/EH~| O  
•在这种情况下,可以忽略内部和外部定义区域的设置,因为接口的扩展已经被周期性边界条件截断。 yPrF2@#XZ/  
6VUs:iO1j5  
"QD>m7  
p{ Xde   
高级选项及信息 (}g4}A@x  
•同样,可以在高级设置选项卡页面上调整和研究分解结构的数据。 BP4xXdG  
kEgpF{"%n  
@E 8P>kq  
OZc4 -5  
正弦光栅界面 F f{,zfN+3  
•另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 *\.8*6*$!  
•此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 )J*M{Gm6i  
•如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: AH{#RD  
- 脊的材料:基板的材料 l-Be5?|{_  
- 凹槽材料:光栅前面的材料 "uli~ {IU  
;,8 )%[  
[rkw k\m*  
     SJB^dI**/d  
正弦光栅界面参数 y2W|,=Vd  
- 正弦光栅界面也由以下参数定义: /#WvC;B  
•光栅周期 h1t~hrq  
•调制深度 wz'=  
- 可以选择设置横向移位和旋转。 =t^jlb  
- 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。 P_4E<"eK  
KomMzG:  
FnKC|X  
     ~NZL~p  
高级选项和信息 Oa2\\I  
•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。 ZNVrja*  
Ur]/kij  
Eug RC  
h!@7'Q  
高级选项及信息 ,<N{Y[n]e  
•如果增加层数(例如,增加2倍),则离散化变得光滑。 0 N"N$f  
o\F>K'  
s+~GQcj<T  
锯齿光栅界面 Kt](|  
•另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 gu6%$z  
•此界面允许配置闪耀结构的光栅。 qu1+.z=|  
•如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: #dKy{Q3he  
- 脊的材料:基板的材料 &|j0GP&  
- 凹槽材料:光栅前面的材料 ;yajt\a  
J5(0J7C  
RC}m]!Uz  
> 23$_'2  
锯齿光栅界面参数 ZNne 8  
•锯齿光栅界面也由以下参数定义: n$`+03a  
- 光栅周期 8v z h5,U  
- 调制深度 XUzOt_L5<  
•此外,闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 NXQ=8o9,9  
•可以选择设置横向移位和旋转。 w >2sr^!y  
•由于这是光栅界面(类似矩形和正弦型),因此不必选择周期。 S)g:+P  
6I: 6+n  
t7l{^d_L  
     Um}AV  
高级选项和信息 OLPY<ax  
•同样,可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 7Q]c=i cg  
7nNNc[d*=  
探测器位置的注释 }tw+8YWkz  
关于探测器位置的注释 lP*n%Pn)  
•在VirtualLab中,探测器默认位于基板后面的空气中。 1 _Oc1RM   
•如果光栅包含在复杂的光学装置中,则必须这样做。 Q?;Tc.O"/  
•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。 (8aj`> y  
•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)。 }NoP(&ebz*  
•可以避免这些干涉效应的不良影响。 3<Zp+rD  
d|oO2yzWv  
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