| 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 +oeO0 - 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 \|R P-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。 IMpEp}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。 KFvNsqd •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。 MS)(\&N a39Kl_\
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=! ep* (
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$9m •分解预览(Decomposition Preview)按钮提供用于FMM计算的结构数据的描述。 折射率由色标表示。 ". #=_/op AvnK?*5!@
mv_N ns t4>%<'>e 过渡点列表界面 %5.aC|^} •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 }#va#Nb(, •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 Y?G\@6 •同样,平面界面用于将光栅材料或介质与其中一个基板分离。 Wm! lWQu7
UZ#Yd|'PD 4Rj;lAlwB 过渡点列表参数 S?_/Po| •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 )* 5R/oy, •上限(Upper Limit)必须设置为大于所需光栅周期一半的值,但在周期性结构的情况下自动设置。 Q[?O+ NGZEUtj
K8xwPoRL owHV&(Go(B •必须在周期化(Periodization)选项卡中设置此界面的周期。 aD)XxXwozm •此处,可以定义x方向和y方向的周期。 VQA}! p •在这种情况下,可以忽略内部和外部定义区域的设置,因为接口的扩展已经被周期性边界条件截断。 6M^P]l M\\t)=q
{hYH4a&Hb AfAg#75q 高级选项及信息 =xzDpn>f •同样,可以在高级设置选项卡页面上调整和研究分解结构的数据。 J?4aSssE .PjJ g^^
hwgLJY? `\!oY;jk 正弦光栅界面 Q(Q.( •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 L,G{ t^j •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 \z'A6@ •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: =fk+"!-i%" - 脊的材料:基板的材料 xe ng`! - 凹槽材料:光栅前面的材料 ;e~Z:;AR ;:(kVdb
hF`e>?bN 3u]#Ra~5 正弦光栅界面参数 bMWL^ *I - 正弦光栅界面也由以下参数定义: "p]bsJG •光栅周期 %J)n#\ •调制深度 N$#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" yjQ A 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
UdBP2 lGd \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@ZK@++ 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,
|
|