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infotek 2023-01-11 08:43

使用界面配置光栅结构

Mk7#qiPo  
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。 ^>[Z~G($  
^oj)#(3C  
\4mw>8wA  
#lNi\Lw+j  
本用例展示了...... s fazrz`h  
•如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构,例如: U<*ZY`B3  
- 矩形光栅界面 53#7Yy  
- 过渡点列表界面 TR]~r2z  
- 锯齿光栅界面 +oeO 0  
- 正弦光栅界面 POdG1;)  
•如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 >lRX+?  
@2]_jW  
光栅工具箱初始化 lQldW|S>  
•初始化 x# 0(CcKK  
-  开始 ^b'|`R+~}  
光栅 ]7Tjt A.\q  
通用光栅光路图 ]V?\Qv/.=  
•注意:使用特殊类型的光栅,例如: 矩形形状, JZ'`.yK:  
    可直接选择特定的光路图。 9)'L,Xt4:T  
&ciU`//`  
GAV|x]R  
2vT>hC?oHz  
光栅结构设置 q@H?ohIH  
•首先,必须定义基板(基块“Base Block”)的厚度和材料。 "^yTH/m  
+U% = w8b  
•在VirtualLab中,光栅结构在所谓的堆栈(stack)中定义。 W& w -yZ  
•堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 g!i\ AMG?  
\5cAOBja  
Pqi>,c<&mL  
]HCu tq  
•例如,选择第一个界面上的堆栈。 Jn-iIl  
x<4-Q6'{S  
堆栈编辑器 \|RP-8  
•在堆栈编辑器(Stack Editor)中,可以从目录中添加或插入界面。 G ,An8GR%&  
•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。 1@im+R?a  
aovRm|aOo'  
1 ^TOTY  
7FMO' 'x  
矩形光栅界面 G BV]7.  
ggIz) </  
•一种可能的界面是矩形光栅界面。 I MpEp}7  
•此类界面适用于简单二元结构的配置。 f =B)jYI  
•在此示例中,由银制成的光栅位于玻璃基板上。 ^W{+?q'  
•为此,增加了一个平面界面,以便将光栅结构与基块分开。 K FvNsqd  
•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。 M S)(\&N  
a 39Kl_\  
UB|f{7~&  
ppP7jiGo  
矩形光栅界面 <p;cR` %uE  
•请注意:界面的顺序始终从基板表面开始计算。 ;Z\jX[H  
•所选界面在视图中以红色突出显示。 -L}crQl.'c  
Y1vl,Yi  
•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。 u(S~V+<@Z  
•可以在光路编辑器(Light Path Editor)中更改此材质。 ~m2tWi@  
0.Pd,L(  
•堆栈周期(Stack Period)允许控制整个配置的周期。 X!KjRP\\  
•此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 a=>PGriL  
•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。 s~W:N .}*  
l_Mi'}j  
=yJJq=!  
e p* (  
D7T(B=S6  
     J39,x=8LL  
矩形光栅界面参数 8wKF.+_A  
•矩形光栅界面由以下参数定义 VC,wQb1J/  
- 狭缝宽度(绝对或相对)  df;-E  
- 光栅周期 ~_OtbNj#  
- 调制深度 &_n~#Mex  
•可以选择设置横向移位和旋转。 <iDqt5)N  
4RTuy+ M  
</(bwc~2  
G'T/I\tB  
高级选项和信息 cPZD#";f  
•在传播菜单中,有几个高级选项可用。 -*t4(wT|j  
•传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 1'@/ jR  
•可以设置总级次数或衰逝波级次数 h)2W}p{a4=  
    (evanescent orders)。 R`sU5:n  
•如果考虑金属光栅,这项功能非常实用。 , g\%P5  
•相反,在介质光栅的情况下,默认设置就足够了。 {fW(e?8)  
E(N?.i-%$  
!l-^JPb  
     W=fs"<  
•高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 :\[W]  
•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。 ;dgxeP;mp  
•此外,有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 s=9gp$9m  
•分解预览(Decomposition Preview)按钮提供用于FMM计算的结构数据的描述。 折射率由色标表示。 ". #=_/op  
AvnK?*5!@  
mv_N ns  
     t4>%<'>e  
过渡点列表界面 %5.aC|^}  
•另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 }#va#Nb(,  
•此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 Y?G\@ 6  
•同样,平面界面用于将光栅材料或介质与其中一个基板分离。 Wm!lWQu7  
UZ#Yd|'PD  
4Rj;lAlwB  
过渡点列表参数 S?_/Po|  
•过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 )* 5R/oy,  
•上限(Upper Limit)必须设置为大于所需光栅周期一半的值,但在周期性结构的情况下自动设置。 Q[?O+  
NGZEUtj  
K8xwPoRL  
     owHV&(Go(B  
•必须在周期化(Periodization)选项卡中设置此界面的周期。 aD)XxXwozm  
•此处,可以定义x方向和y方向的周期。 VQA}!p  
•在这种情况下,可以忽略内部和外部定义区域的设置,因为接口的扩展已经被周期性边界条件截断。 6M^P]l  
M\\t)=q  
{hYH4a&Hb  
AfAg#75q  
高级选项及信息 =xz Dpn>f  
•同样,可以在高级设置选项卡页面上调整和研究分解结构的数据。 J?4aSssE  
.PjJ g^^  
hwgLJY?  
`\!oY;jk  
正弦光栅界面 Q(Q .(  
•另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 L,G{ t^j  
•此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 \z'A6@  
•如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: =fk+"!-i%"  
- 脊的材料:基板的材料 xe ng`!  
- 凹槽材料:光栅前面的材料 ;e~Z:;AR  
;:(kVdb  
hF`e>?bN  
     3u]#Ra~5  
正弦光栅界面参数 bMWL^*I  
- 正弦光栅界面也由以下参数定义: " p]bsJG  
•光栅周期 %J)n#\  
•调制深度 N$#518  
- 可以选择设置横向移位和旋转。 %tx~CD  
- 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。 R1.No_`PHq  
* ]uo/g  
}<?1\k  
     MZ" yjQA  
高级选项和信息 (pY'v /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。 GMc{g  
qm30,$\c`~  
% H"A%  
!YUMAp/  
高级选项及信息 b'i-/l$  
•如果增加层数(例如,增加2倍),则离散化变得光滑。 YbS$D  
(S ~|hk^  
BGAqg=nDV  
锯齿光栅界面 ~3p :jEM.[  
•另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 ]WLQ q4q  
•此界面允许配置闪耀结构的光栅。 }9Yd[`  
•如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: &+t! LM  
- 脊的材料:基板的材料  B _;W!  
- 凹槽材料:光栅前面的材料 m e\S:  
T(UdV]~]"  
z=ItKoM*<  
9rhIDA(wc  
锯齿光栅界面参数 M9mC\Iz[  
•锯齿光栅界面也由以下参数定义: 3@u<Sa  
- 光栅周期 jpND"`Q  
- 调制深度 @WcK<Qho  
•此外,闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 n<Vq@=9AE  
•可以选择设置横向移位和旋转。 '2`MT-  
•由于这是光栅界面(类似矩形和正弦型),因此不必选择周期。 K.A!?U=  
D$k<<dvv  
UdBP2lGd  
     \SB~rz"A  
高级选项和信息 ?sF<L/P0 F  
•同样,可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 45cMG~]p  
hD OEJ  
探测器位置的注释 K@Z K@++  
关于探测器位置的注释 &zVF!xNy&  
•在VirtualLab中,探测器默认位于基板后面的空气中。 e;LJdd  
•如果光栅包含在复杂的光学装置中,则必须这样做。 'G3;!xk$  
•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。 REd"}zDI  
•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)。 q2qbbQ6H  
•可以避免这些干涉效应的不良影响。 <@;Y.76~  
b"`Vn,  
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