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infotek 2023-01-11 08:43

使用界面配置光栅结构

s@ z{dmL  
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。 bHJoEYY^  
N GSS:  
yP%o0n/"x  
4$F:NW,v:)  
本用例展示了...... +:!ScG*  
•如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构,例如: 1w bTqc  
- 矩形光栅界面 E+Im~=m$  
- 过渡点列表界面 K@*rVor{  
- 锯齿光栅界面 XW^8A 77H  
- 正弦光栅界面 S{ey@ X(  
•如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 qf)C%3gXI  
gjQ=8&i  
光栅工具箱初始化 363cuRP  
•初始化 6I5o2i  
-  开始 _l<| 1nH  
光栅 &:q[-K@!  
通用光栅光路图 N tO?  
•注意:使用特殊类型的光栅,例如: 矩形形状, D-~G|8g  
    可直接选择特定的光路图。 AX8gij  
fPOEVmj<  
{:3.27jQ  
q`cEA<~S  
光栅结构设置 5pB^Y MP  
•首先,必须定义基板(基块“Base Block”)的厚度和材料。 ]u;GNz}?  
=p5?+3" @  
•在VirtualLab中,光栅结构在所谓的堆栈(stack)中定义。 m,=)qex  
•堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 6TY){P w  
a6k(9ZF  
,7t3>9 -M"  
,zG<7~m  
•例如,选择第一个界面上的堆栈。 D9,e3.?p  
K q/~T7Ru  
堆栈编辑器 O1|B3M[P  
•在堆栈编辑器(Stack Editor)中,可以从目录中添加或插入界面。 ;v%Q8  
•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。 xJ N|w\&  
wInY7u Bd!  
Zo'/^S  
m; 1'u;  
矩形光栅界面 lD9%xCo9(  
P$6W`^D Z  
•一种可能的界面是矩形光栅界面。 2ve lH;  
•此类界面适用于简单二元结构的配置。 \y[Bu^tk  
•在此示例中,由银制成的光栅位于玻璃基板上。 W^003*m~~K  
•为此,增加了一个平面界面,以便将光栅结构与基块分开。 2wGF-V  
•在堆栈编辑器的视图中,根据折射率(黑暗表示更高),其他颜色表示不同的材料。 nG!&u1*  
.4I w=T_  
7[4_+Q:}  
ZGA)r0] P`  
矩形光栅界面 B%TXw#|  
•请注意:界面的顺序始终从基板表面开始计算。 \5t`p67Ve_  
•所选界面在视图中以红色突出显示。 <"hb#Tn  
7WgIhQ~  
•此外,此处无法定义光栅前方的介质(指最后一个接界面后面的介质)。 它自动取自光栅元件前面的材料。 JL?Cnk$!  
•可以在光路编辑器(Light Path Editor)中更改此材质。 +{5JDyh0  
x(rd$oZO  
•堆栈周期(Stack Period)允许控制整个配置的周期。 U)u\1AV5  
•此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 hyJ ded&D  
•如果是简单的光栅结构,建议选择“取决于界面周期”(Dependent from Period of Interface)选项,并选择适当的周期性界面索引。 W\&WS"=~  
,2RC|h^O,  
 CEbzJ   
d&NCFx  
SAd 97A:  
     ;,<r|.6U  
矩形光栅界面参数 I/mvQxp  
•矩形光栅界面由以下参数定义 wEBtre7  
- 狭缝宽度(绝对或相对) i:V0fBR[>  
- 光栅周期 yJF 2  
- 调制深度 u+I3IdU3  
•可以选择设置横向移位和旋转。 <sgZ3*,A  
UedvA9$&;  
17WNJ  
E}]I%fi  
高级选项和信息 I~d#p ]>  
•在传播菜单中,有几个高级选项可用。 "L9C  
•传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。  KYnW7|*  
•可以设置总级次数或衰逝波级次数 #=`FM:WH  
    (evanescent orders)。 bc `UA  
•如果考虑金属光栅,这项功能非常实用。 K?5B>dv@A  
•相反,在介质光栅的情况下,默认设置就足够了。 *eHA: A_I  
>(IITt  
gV<0Hj  
     X*TuQ\T  
•高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 QN)/,=#  
•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。 J!=](s5|  
•此外,有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 Bv2z4D4f+  
•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。 kb/|;!  
[54@irH  
g,00'z_D  
     >&$$(Bp  
过渡点列表界面 Ul '~opf  
•另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 .'l.7t  
•此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 9 eSN+q  
•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。 cEDDO&u  
~bQFk?ZN+  
2(c<U6#C'l  
过渡点列表参数 a"`g"ZRx  
•过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 xDPQG`6  
•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。 aDm-X r  
N,WI{*  
=?meO0]y  
     z1Bj_u{  
•必须在周期化(Periodization)选项卡中设置此界面的周期。 Gl?P.BCW.&  
•此处,可以定义x方向和y方向的周期。 X@6zI-Y %  
•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。 :N^@a-  
hKk\Y{wv'  
-D!#W%y8  
vDu0  
高级选项及信息 /Nj:!! AN  
•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。 PphR4 sIM  
'#cT4_D^lI  
qPFG+~\c  
~[ d=s  
正弦光栅界面 #JJp:S~`   
•另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 "/4s8.dw+u  
•此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 K^!e-Xi6  
•如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: j33P~H~  
- 脊的材料:基板的材料 6Nfof  
- 凹槽材料:光栅前面的材料 6 . +[ z  
xm%[}Dt]  
l|@/?GaH  
     ^}i5 0SG:y  
正弦光栅界面参数 l }2%?d  
- 正弦光栅界面也由以下参数定义: jSeA %Te  
•光栅周期 }S~ysQwT  
•调制深度 p|bc=`TD  
- 可以选择设置横向移位和旋转。 ()@.;R.Z  
- 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。 !wLH&X$XT  
mV:RmA  
<?q&PCAn^  
     R,d70w (_  
高级选项和信息 <FUqD0sQ  
•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。 9A/Kn]s(jj  
M `9orq<  
Z]7;u>2  
0j a  
高级选项及信息 -!C Y,'3  
•如果增加层数(例如,增加2倍),则离散化变得光滑。 GvZac  
[6,]9|~  
:f?,]|]+-  
锯齿光栅界面 1K? & J2  
•另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 .T#y N\S1  
•此界面允许配置闪耀结构的光栅。 g:.,}L  
•如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料:  qrkRD*a  
- 脊的材料:基板的材料 \J,- <wF  
- 凹槽材料:光栅前面的材料 |"Xi%CQ2  
c{m ;"ZCFS  
NgE&KPj\  
9%3 r-U=  
锯齿光栅界面参数 -CU7u=*b  
•锯齿光栅界面也由以下参数定义: u/!mN2{Rd  
- 光栅周期 a O"nD_7  
- 调制深度 e\d5SKY  
•此外,闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 XvA0nEi  
•可以选择设置横向移位和旋转。 #czyr@  
•由于这是光栅界面(类似矩形和正弦型),因此不必选择周期。 UALg!M#  
c5B_WqjJ  
T}w*K[z $  
     @Q$ /eL  
高级选项和信息 9?g]qy,1)  
•同样,可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 MUCJ/GF*  
|L.~Am d  
探测器位置的注释 (Qx-KRH  
关于探测器位置的注释 /,rF$5G,  
•在VirtualLab中,探测器默认位于基板后面的空气中。 aV?}+Y{#  
•如果光栅包含在复杂的光学装置中,则必须这样做。 mf*9^}l+Zn  
•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。 q5I4'6NF  
•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)。 ~/|unV  
•可以避免这些干涉效应的不良影响。 `jUS{ 3^  
EMW4<na[  
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