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2023-01-11 08:43 |
使用界面配置光栅结构
Dcvul4Q 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。 'w+]kt- zl@^[km{
s$R /!,c D*%am|QL 本用例展示了...... G%erh}0~ •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构,例如: R&Y_ - 矩形光栅界面 Sf*)Z3f - 过渡点列表界面 f8]sjeY - 锯齿光栅界面 [tpiU'/Zl - 正弦光栅界面 qNQ54# •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 'QCIKCn< =%X."i1A 光栅工具箱初始化 4!/JN J •初始化 r%PWv0z_c - 开始 1ML L 光栅 2tq2 通用光栅光路图 I\.|\^ •注意:使用特殊类型的光栅,例如: 矩形形状, tK%ie\ 可直接选择特定的光路图。 %":3xj'EEI @V%\Gspv
UCLM*`M i.Rl&t 光栅结构设置 #d-({blo< •首先,必须定义基板(基块“Base Block”)的厚度和材料。 y&NqVR=
,&hv x •在VirtualLab中,光栅结构在所谓的堆栈(stack)中定义。 ^PZ[;F40 •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 1B~O!']N< =?RI`}vw_H
x0
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o]r E]@&<TFq •例如,选择第一个界面上的堆栈。 (9]Uuvfp6" <7^|@L
6 堆栈编辑器 +:FXtO>n" •在堆栈编辑器(Stack Editor)中,可以从目录中添加或插入界面。 :;+!ID_ •VirtualLab的目录提供了几种类型的界面。 所有界面都可以用来定义光栅。 ]8p{A#1 <Ua~+U(FR0
u"v7shRp: YN8x|DLi? 矩形光栅界面 )eyzHB,H U#3N90,N= •一种可能的界面是矩形光栅界面。 Z.\q$U7'9 •此类界面适用于简单二元结构的配置。 fkxkf^g) •在此示例中,由银制成的光栅位于玻璃基板上。 #A/OGi •为此,增加了一个平面界面,以便将光栅结构与基块分开。 s@\3|e5g •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。 v)5;~.+% LDlYLsF9
-b-a21,m> J>Ar(p 矩形光栅界面 N<)CG,/w[M •请注意:界面的顺序始终从基板表面开始计算。 2 2v"?* •所选界面在视图中以红色突出显示。 \dk1a
YdhTjvx •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。 hi8q?4jE •可以在光路编辑器(Light Path Editor)中更改此材质。 f8Hq&_Pn
.(@=L1C<}J •堆栈周期(Stack Period)允许控制整个配置的周期。 (p{X.X+ •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 Z0<Vss •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。 2/?Zp=|j\ lJK]S=cd
AzU:Dxr>.G \Id8X`,eD
G@7^M} 7P{= Pv+ 矩形光栅界面参数 5 {! fa •矩形光栅界面由以下参数定义 '}hSh - 狭缝宽度(绝对或相对) u3h(EAH> - 光栅周期 , cxqr3
o - 调制深度 lS=YnMs6a •可以选择设置横向移位和旋转。 v^C\
GDH ^%\a,~
+Y?Tr i RRO@r}A!y 高级选项和信息 !.R-|<2|6 •在传播菜单中,有几个高级选项可用。 A[P7hMn •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 ~A0AB
`7 •可以设置总级次数或衰逝波级次数 f}c;s (evanescent orders)。 /E6)>y66 •如果考虑金属光栅,这项功能非常实用。 lO@-*m$
•相反,在介质光栅的情况下,默认设置就足够了。 I"]E}n d) 2tz4Ag
6C$+D h%j4(v}r{C •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 rVabkwYD •层分解(Layer Decomposition)和过渡点分解(Transition Point Decomposition)设置可用于调整结构的离散化。 默认设置适用于几乎所有光栅结构。 #c|l|Xvq2 •此外,有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 }cz58% •分解预览(Decomposition Preview)按钮提供用于FMM计算的结构数据的描述。 折射率由色标表示。 br\3} m0G"Aj
IQBL;=.J. u8"s#%>Ny 过渡点列表界面 v8-szW). •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 m]DP{-s4 •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 ;8H&FsR •同样,平面界面用于将光栅材料或介质与其中一个基板分离。 u/tJ])~@
yK{P%oh) :$Cm]RZ 过渡点列表参数 #o&T$D5 •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 <@7j37,R7V •上限(Upper Limit)必须设置为大于所需光栅周期一半的值,但在周期性结构的情况下自动设置。 Wi$?k{C $I5|rB/4?
X[J<OTj`$ WGV]O| •必须在周期化(Periodization)选项卡中设置此界面的周期。 `_ ^I 2 •此处,可以定义x方向和y方向的周期。 [CHN3&l-5S •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。 z{R
Mb o]0E
,5 8-h?B0v 0o/;cBH
高级选项及信息 p&}m') •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。 ?~ybFrc >u%Bn\G
=YM Vb 36R_u 正弦光栅界面 S*r }oX0 •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 kU:Q&[/jzH •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 4gZ R!J •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: b?k,_;\ - 脊的材料:基板的材料 ?(s9dS,7wZ - 凹槽材料:光栅前面的材料 319 4] r0z8?
E:}s6l JNU9RxR 正弦光栅界面参数 /p-k'387 - 正弦光栅界面也由以下参数定义: aV fsF|, •光栅周期 } %3;j5 ;6 •调制深度 BDp(&=ktq - 可以选择设置横向移位和旋转。 NX8w(~r,: - 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。 ml~)7J RCkmxO;b&
yFo8x[ KYhL}C+ 高级选项和信息 +o.#']}Pl •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。 a# 0*#&?7@ *<9M|H~
h\C1:0x{ D$hK 高级选项及信息 c3fd6Je5 •如果增加层数(例如,增加2倍),则离散化变得光滑。 $7-4pW$y eT F s9$
JpQV7}$ 锯齿光栅界面 K/& •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 g6q[
I8 •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 %*L8W*V •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: Ornm3%p+e - 脊的材料:基板的材料 SM}&
@cJ - 凹槽材料:光栅前面的材料 0s4]eEXH +5ql`C
<95*z @ y_IF{%i 锯齿光栅界面参数 i;2V •锯齿光栅界面也由以下参数定义: 2 $Z4 >! - 光栅周期 ud(w0eX - 调制深度 Lz-(1~o •此外,闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 7n#Mh-vq •可以选择设置横向移位和旋转。 -P]onD
•由于这是光栅界面(类似矩形和正弦型),因此不必选择周期。 5N>L|J2 uN&49o
J@Nq yX\~{% 高级选项和信息 1
RyvPP •同样,可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 m]++
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K`R 探测器位置的注释 )q+;+J`> 关于探测器位置的注释 )=h+5Z>E1 •在VirtualLab中,探测器默认位于基板后面的空气中。 e58tf3 •如果光栅包含在复杂的光学装置中,则必须这样做。 `?"[u"* •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。 -A8CW9|mk •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)。 n\scOM)3 •可以避免这些干涉效应的不良影响。 k1^&;}/f:
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