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infotek 2023-01-11 08:43

使用界面配置光栅结构

53=VIN]  
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。 ${8 1~  
!BIq>pO%Ui  
:y"Zc1_E  
S@k4k^Vg  
本用例展示了...... JY"<b6C^  
•如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构,例如: >Yl?i&3n  
- 矩形光栅界面 %F3M\)jU  
- 过渡点列表界面 N>z_uPy{A  
- 锯齿光栅界面 Z h)Qq?H  
- 正弦光栅界面 0vqXLFf   
•如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 B+ud-M0  
c]P`U(q9TV  
光栅工具箱初始化 R Q X  
•初始化 1ZJP.T`  
-  开始 y"<nx3  
光栅 f[6;)ZA  
通用光栅光路图 </>;PnzE  
•注意:使用特殊类型的光栅,例如: 矩形形状, : tu6'X\k  
    可直接选择特定的光路图。 w6F4o;<PR  
V)mRG`L  
w`bojM@e1  
)V*Z|,#no  
光栅结构设置 C:"Al-  
•首先,必须定义基板(基块“Base Block”)的厚度和材料。 ;[R{oW Nw  
n-be8p)-  
•在VirtualLab中,光栅结构在所谓的堆栈(stack)中定义。 EEEYNu/4/  
•堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 8`EzvEm  
uLD%M av  
OxqK} %=Bw  
fil'._  
•例如,选择第一个界面上的堆栈。 $z"3_4a  
@/@#,+  
堆栈编辑器 N?eWf +C  
•在堆栈编辑器(Stack Editor)中,可以从目录中添加或插入界面。 ^G.PdX$M  
•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。 r?{tu82#i  
aze}ko NE  
f wWI2"}  
Wf^6:  
矩形光栅界面 cT'D2Yeq  
4eMNKIsvY$  
•一种可能的界面是矩形光栅界面。 dE=4tqv-r  
•此类界面适用于简单二元结构的配置。 ^31X-}t v  
•在此示例中,由银制成的光栅位于玻璃基板上。 f7c%Z:C#Y  
•为此,增加了一个平面界面,以便将光栅结构与基块分开。 +@ga  
•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。 Zg "g/I.+d  
S c_#BD.  
&x =}m  
y, @I6  
矩形光栅界面 PJA%aRP,:  
•请注意:界面的顺序始终从基板表面开始计算。 :8cp]v dW  
•所选界面在视图中以红色突出显示。 x9)^0Hbo  
u=I\0H  
•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。 Nb~.6bsL  
•可以在光路编辑器(Light Path Editor)中更改此材质。 KP `{ UD)  
g)c<\%  
•堆栈周期(Stack Period)允许控制整个配置的周期。 H(GWC[tv  
•此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 6,"86  
•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。 e~w-v"'  
p0U4#dD6  
NI_.wB{  
o{5es  
dr#g[}l'H  
     Z+! ._uA  
矩形光栅界面参数 \yP\@cpY{  
•矩形光栅界面由以下参数定义 M}2a/}4   
- 狭缝宽度(绝对或相对) #/a>dK  
- 光栅周期 :Lu=t3#  
- 调制深度 H/n3il_-I  
•可以选择设置横向移位和旋转。 <\l@`x96"D  
{WfZE&B  
T<1* R>el  
< 3i2(k  
高级选项和信息 fgcI55&jV{  
•在传播菜单中,有几个高级选项可用。 OP>rEUtj  
•传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 w64/$  
•可以设置总级次数或衰逝波级次数 L6S!?t.{Yv  
    (evanescent orders)。 \@8j&],dl  
•如果考虑金属光栅,这项功能非常实用。 s @\UZ C  
•相反,在介质光栅的情况下,默认设置就足够了。 "l0z?u  
d;1%Ei3K  
y^pzqv  
     |t](4  
•高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 &} %rZU  
•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。 #;,dk(URo  
•此外,有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 ,ND}T#yTR  
•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。 Tv2d?y  
do0;"O0 (  
$KDH"J  
     8Ac5K!  
过渡点列表界面 &+]x  
•另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 `j+[JMr  
•此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 h~|B/.[R:3  
•同样,平面界面用于将光栅材料或介质与其中一个基板分离。 gYb}<[O!  
zq\YZ:JC  
Xi vzhI4  
过渡点列表参数 ;.*n77Y  
•过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 p1^k4G  
•上限(Upper Limit)必须设置为大于所需光栅周期一半的值,但在周期性结构的情况下自动设置。 ,.Xqb~  
rZ}y'A   
E2J.t`H  
     HjG!pO{  
•必须在周期化(Periodization)选项卡中设置此界面的周期。 \Eqxmo  
•此处,可以定义x方向和y方向的周期。 yKSvg5lLy  
•在这种情况下,可以忽略内部和外部定义区域的设置,因为接口的扩展已经被周期性边界条件截断。 'Bul_D4B  
Td~CnCor  
 0Bbno9Yp  
kC~\D?8E=  
高级选项及信息 R Ptc \4  
•同样,可以在高级设置选项卡页面上调整和研究分解结构的数据。 i4"BN,NZ{  
7Uy49cs,  
yc ize2>q  
~%)ug3%e  
正弦光栅界面 @nIoYT='  
•另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 =/_tQR~  
•此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 w,uyN  
•如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: 6KT]3*B   
- 脊的材料:基板的材料 x""gZzJ$L  
- 凹槽材料:光栅前面的材料 9UF^h{X  
R`%C]uG  
!yxb=>A  
     @JFfyQ {-  
正弦光栅界面参数 Hrz #So\#  
- 正弦光栅界面也由以下参数定义: /"$A?}V  
•光栅周期 +OGa}9j-  
•调制深度 Zp:(U3%  
- 可以选择设置横向移位和旋转。 |Dz$OZP  
- 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。 i{1SUx+Re  
frsqnvm;+  
Pr|:nJs  
     Rn] `_[)*~  
高级选项和信息 UvR F\x%  
•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。 POZ5W)F(  
Rwu y!F  
8Jnl!4  
 ]I pLF#  
高级选项及信息 }ZPO^4H;-  
•如果增加层数(例如,增加2倍),则离散化变得光滑。 Sxn#  
QOb+6qy:3  
SEf:u  
锯齿光栅界面 ?ykQ]r6a<  
•另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 (f Gmjx  
•此界面允许配置闪耀结构的光栅。 w4 R!aWLd  
•如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: ~3 ,>TV  
- 脊的材料:基板的材料 OC(S"&D  
- 凹槽材料:光栅前面的材料 ? zFeP6C  
l'Oz-p.@  
G {wIY"~4  
N*vBu `  
锯齿光栅界面参数 ]f%yeD  
•锯齿光栅界面也由以下参数定义: |:yWDZg[  
- 光栅周期 cM'\u~m{  
- 调制深度 U^AywE]  
•此外,闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 dp&8:jy  
•可以选择设置横向移位和旋转。 ao+lLCr  
•由于这是光栅界面(类似矩形和正弦型),因此不必选择周期。 P1gW+*?  
;F)j,Ywi)H  
UG@9X/l}  
     gL)l)}#  
高级选项和信息  j<BW/  
•同样,可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 >h!>Ll  
1R}rL#h;=  
探测器位置的注释 ?W6qwm,?L  
关于探测器位置的注释 O %x<  
•在VirtualLab中,探测器默认位于基板后面的空气中。 U,;a+z4\  
•如果光栅包含在复杂的光学装置中,则必须这样做。 DQ#rZi3I  
•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。 ]$4DhB  
•因此,为了计算光栅效率,应将探测器设置在基板材料内(同样适用于大多数光栅评估软件)。 Z$a5vu*pg  
•可以避免这些干涉效应的不良影响。 NU]+ {7  
!+<OED=qe  
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