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infotek 2023-01-11 08:43

使用界面配置光栅结构

d=<"sHO  
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。 6=ukR=]v  
cYBv}ylw}R  
29:1crzx~  
*>otz5]  
本用例展示了...... #"tHT<8u  
•如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构,例如: MUo}Qi0K  
- 矩形光栅界面 US8pT|/  
- 过渡点列表界面 34Q;& z\e  
- 锯齿光栅界面 U@ #YKv  
- 正弦光栅界面 eK_Q>;k5A  
•如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 py9zDWk~  
(r8Rb*OP  
光栅工具箱初始化 Af8&PhyrU  
•初始化 Mm7l!  
-  开始 #vk-zx*v7=  
光栅 B>kx$_~  
通用光栅光路图 DPENYr  
•注意:使用特殊类型的光栅,例如: 矩形形状, /S}0u}jID?  
    可直接选择特定的光路图。 /I[?TsXp  
c.5?Q >!+  
<]f ru1  
T /iKz  
光栅结构设置 2&*r1NXBE  
•首先,必须定义基板(基块“Base Block”)的厚度和材料。 v7rEU S-  
3+6s}u)  
•在VirtualLab中,光栅结构在所谓的堆栈(stack)中定义。 L<HJ!  
•堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 :W'Yt9v)  
;{Cr+lqTJ  
$JKR,   
>Mml+4<5  
•例如,选择第一个界面上的堆栈。 oj.f uJD  
p4m9@ \gn  
堆栈编辑器 F:"CaDk  
•在堆栈编辑器(Stack Editor)中,可以从目录中添加或插入界面。 r^3QDoy  
•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。 0fgt2gA33  
$N$ ZJC6(@  
y,$kU1yH7  
fbF *C V  
矩形光栅界面 gXtyl]K:  
X"V,3gDG  
•一种可能的界面是矩形光栅界面。 0!v+ +  
•此类界面适用于简单二元结构的配置。 J!?hajw7N  
•在此示例中,由银制成的光栅位于玻璃基板上。 IipG?v0z~  
•为此,增加了一个平面界面,以便将光栅结构与基块分开。 YGy.39@31  
•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。 GX4HW \>a  
\!HG kmd  
ia.95H;  
'J+dTs ;0  
矩形光栅界面 s7RAui  
•请注意:界面的顺序始终从基板表面开始计算。 c"X`OB  
•所选界面在视图中以红色突出显示。 mjdZ^  
[a~|{~?8  
•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。 )bc0 t]Fs  
•可以在光路编辑器(Light Path Editor)中更改此材质。 WLr\ l29  
xA|72!zk0P  
•堆栈周期(Stack Period)允许控制整个配置的周期。 _tE`W96J  
•此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 #7S[Ch}O  
•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。 ?`PG`|2~  
02Z># AE  
?#|Y'%a"  
}K\] M@  
 M1>< K:  
     >;Er[Rywr  
矩形光栅界面参数 0)/L+P5  
•矩形光栅界面由以下参数定义 (8C ,"Dc[0  
- 狭缝宽度(绝对或相对) Y*-#yG9  
- 光栅周期 :BLD &mb"Y  
- 调制深度 ?3ldHWa  
•可以选择设置横向移位和旋转。 wfH#E2+pk  
7hPiPv  
+o]DT7W  
3DH} YAUU  
高级选项和信息 Yj+p^@{S2P  
•在传播菜单中,有几个高级选项可用。 RJ/4T#b"+  
•传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 h$`P|#V&  
•可以设置总级次数或衰逝波级次数 s)HLFdis@  
    (evanescent orders)。 E"p;  
•如果考虑金属光栅,这项功能非常实用。 XV"8R"u%Q  
•相反,在介质光栅的情况下,默认设置就足够了。 X-$~j+YC  
3ifQKKcR{  
m[~fT(NI  
     Bi7QYi/  
•高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 zTODV<-`  
•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。 3z$9jN/<u  
•此外,有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 >BU"C+a8g  
•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。 <d".v  
v8Ga@*  
sTx23RJ9  
     {DzOXTI[Y  
过渡点列表界面 X 4\  
•另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 b}DxD1*nsI  
•此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 yu ~Rk  
•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。 9os>k*  
_]~`t+W'DJ  
|X:"AH"S  
过渡点列表参数 |G^w2"D_Z  
•过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 ?7 Kl)p3  
•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。 #bN'N@|  
X6lkz*M.  
AN-qcp6=o  
     ~I'1\1  
•必须在周期化(Periodization)选项卡中设置此界面的周期。 N"A863>  
•此处,可以定义x方向和y方向的周期。 \.m"u14[b  
•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。 bb@@QzR  
x<_uwL2a  
l] -mdq/C  
X=QaTV  
高级选项及信息 @w?y;W!a>  
•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。 <Lz/J-w  
'Em5AA`>  
%Z T@&  
|Nx7jGd:i  
正弦光栅界面 KxZup\\:v  
•另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 ~.-o*  
•此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 "UUzLa_  
•如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: $\:;N]Cs~0  
- 脊的材料:基板的材料 ces|HPBa&6  
- 凹槽材料:光栅前面的材料 i7N|p9O.  
E?,O>bCJ5  
jIpc^iu`,  
     $CT 2E  
正弦光栅界面参数 i@Vi.oc4[  
- 正弦光栅界面也由以下参数定义: kkA5 pbS  
•光栅周期 )zU bMzF  
•调制深度 v[P $c$Xi  
- 可以选择设置横向移位和旋转。 :=CRsQAn  
- 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。 }q-*Ls~  
VZ69s{/.B  
YzasT:EZN  
     X,+M?  
高级选项和信息 IYZ$a/{P  
•同样,可以在高级设置选项卡中调整和研究分解结构的数据。 ZT;8Wvo  
H Pvs~`>V  
ix.I)  
6 07"Z\  
高级选项及信息 )21yD1"6  
•如果增加层数(例如,增加2倍),则离散化变得光滑。 ()Cw;N{E  
o \r6 iO  
]Ak/:pu  
锯齿光栅界面 1m c'=S{  
•另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 @nPXu2c?u7  
•此界面允许配置闪耀结构的光栅。 +;@p'af!9  
•如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: 1/hk3m(C  
- 脊的材料:基板的材料 V~tZNR J-  
- 凹槽材料:光栅前面的材料 P&3Z,f0  
Hu4\4x$?  
a,>`ab%>  
;|a,1#x  
锯齿光栅界面参数 "$@Wy,yp  
•锯齿光栅界面也由以下参数定义: *=b# >//  
- 光栅周期 wO>P< KBU  
- 调制深度 ]ULE>a  
•此外,闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 vv 7T/C  
•可以选择设置横向移位和旋转。 .YYLMI  
•由于这是光栅界面(类似矩形和正弦型),因此不必选择周期。 ()[j<KX{.  
948lL&  
cq?&edjP  
     xD|/98  
高级选项和信息 ;XUiV$  
•同样,可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 T^b62j'b5_  
f>i" j  
探测器位置的注释 bOvMXj/HV=  
关于探测器位置的注释 ?H30  
•在VirtualLab中,探测器默认位于基板后面的空气中。 -JMlk:~  
•如果光栅包含在复杂的光学装置中,则必须这样做。 EKr#i}(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。 I4Y; 9Gg  
•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)。 y?r:`n  
•可以避免这些干涉效应的不良影响。 <aScA`\B#  
cVR#\OM  
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