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2023-01-11 08:43 |
使用界面配置光栅结构
i}) s4%a 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。 #).$o~1ht! v`HER6
HZyA\FS g^'h4qOa 本用例展示了...... 8h=t%zMSb •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构,例如: 4Z"}W!A - 矩形光栅界面 lB,1dw2(T - 过渡点列表界面 $9)os7H7 - 锯齿光栅界面 fZG Y'o&5 - 正弦光栅界面 C0wtMD:G •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 Yj/afn(Jt gq7tSkH@ 光栅工具箱初始化 uE-(^u •初始化 )6OD@<r{ - 开始 _%w680b' 光栅 v/+ <YU 通用光栅光路图 B/twak\ •注意:使用特殊类型的光栅,例如: 矩形形状, ?d7,0Ex
P 可直接选择特定的光路图。 s2;~FK#/ j/ 5
*]$B 9zVs! XB)D".\ 光栅结构设置 ar3L|MN •首先,必须定义基板(基块“Base Block”)的厚度和材料。 e97G]XLR
|N.2iN: •在VirtualLab中,光栅结构在所谓的堆栈(stack)中定义。 SH%NYjj •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 )4yP(6|lx )PX VR
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&."$kfA+ GWA"!~Hu •例如,选择第一个界面上的堆栈。 o?`FjZ6;x 6_CP?X+T 堆栈编辑器 rq+_[! •在堆栈编辑器(Stack Editor)中,可以从目录中添加或插入界面。 8Zr;n`~ •VirtualLab的目录提供了几种类型的界面。 所有界面都可以用来定义光栅。 4Yj1Etq.E 4Uy% wB
s|=lKa]d!" .WSyL 矩形光栅界面 %~u]|q<{ hFrMOc& •一种可能的界面是矩形光栅界面。 K"#$",}= •此类界面适用于简单二元结构的配置。 E }L Hp •在此示例中,由银制成的光栅位于玻璃基板上。 sPH2KwEv •为此,增加了一个平面界面,以便将光栅结构与基块分开。 >Bt82ibN •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。 U0x
A~5B J<$@X JLS
]3KeAJ ]PXM;w 矩形光栅界面 Pvxb6\G&d •请注意:界面的顺序始终从基板表面开始计算。 h0{X$&: •所选界面在视图中以红色突出显示。 #N|\7(#~u
^HKXm#vAB •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。 Pfd1[~, •可以在光路编辑器(Light Path Editor)中更改此材质。 |xO*!NR
vsY?q8+P •堆栈周期(Stack Period)允许控制整个配置的周期。 ~6G
`k^!
•此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 kf,
&t •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。 T5XXC1+ jK|n^5\
B*,6;lCjX YQBLbtn6(
Obs#2>h Jw)JV~/0 矩形光栅界面参数 iT]t`7R •矩形光栅界面由以下参数定义 56v G R( - 狭缝宽度(绝对或相对) ]Q^)9uE\D - 光栅周期 <b 5DX - 调制深度 S
'a- E![ •可以选择设置横向移位和旋转。 T{{:p\<]_ Y|Iq~Qy~
TW|K.t@5#H o) )` "^ 高级选项和信息 je] DR~ •在传播菜单中,有几个高级选项可用。 Myq8`/_ •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 ?Ga8.0Z~KT •可以设置总级次数或衰逝波级次数 x#1Fi$. (evanescent orders)。 ejN/U{)jK' •如果考虑金属光栅,这项功能非常实用。 *2AD#yIKC •相反,在介质光栅的情况下,默认设置就足够了。 2W AeSUX #]` uH{
,9&cIUH X8C7d6ca •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 sSM"~_y\ •层分解(Layer Decomposition)和过渡点分解(Transition Point Decomposition)设置可用于调整结构的离散化。 默认设置适用于几乎所有光栅结构。 &:&'70Ya •此外,有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 .. `I<2 •分解预览(Decomposition Preview)按钮提供用于FMM计算的结构数据的描述。 折射率由色标表示。 O1c%XwMn^ Ailq,c
1J?v\S$ma` D|uvgu2 过渡点列表界面 V_7\VKR •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 !KHgHKEW^ •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 Dqy`7?Kn •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。 ddHl&+G
ug3\K83aj/ _w^,j" 过渡点列表参数 n0(Q/ •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 e@D_0OZ •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。 HNzxFnh dNACE*g;q
uwwR$
(\7 qBEp |V •必须在周期化(Periodization)选项卡中设置此界面的周期。 (r|m&/ •此处,可以定义x方向和y方向的周期。 kK&w5' •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。 t"=5MaQk- atL<mhRz
zPt<b!q YT(N][V 高级选项及信息 h"FI]jK|} •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。 gInh+XZs mxNd_{n
zWY988fX0 Exb64n-_= 正弦光栅界面 BJ|l •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 -WC0W •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 q/O2E<=w*c •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: [LoQYDku - 脊的材料:基板的材料 pz%s_g' - 凹槽材料:光栅前面的材料 _ *f>UW*, c'oiW)8;A
]$smFF xf,[F8 2y 正弦光栅界面参数 adLL7 - 正弦光栅界面也由以下参数定义: /,\V}`Lx" •光栅周期 -S$F\% •调制深度 gN/<g8 - 可以选择设置横向移位和旋转。 CsZ~LQ=DB - 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。 <KMCNCU\+ T$;S
8(1*,CJQg 3FBL CD3 高级选项和信息 'Lu<2=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。 EI_-5Tt RD h;V4|jM
.a4,Lr#q. (`(D
$% 高级选项及信息 "J(M. Y •如果增加层数(例如,增加2倍),则离散化变得光滑。 $d<NN2 lV\iYX2#
64B.7S88 锯齿光栅界面 eHr0], •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 ZHTi4JY •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 <6UXk[y •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: sVHF\{< - 脊的材料:基板的材料 g,,wG k - 凹槽材料:光栅前面的材料 X4%uY #,#`<h!
ZJDV'mC} g5y+F]'I 锯齿光栅界面参数 'K7\[if{ •锯齿光栅界面也由以下参数定义: 3x~7N - 光栅周期
SkjG} - 调制深度 r8 9o •此外,闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 qPDNDkjDD •可以选择设置横向移位和旋转。 {$8+n:: •由于这是光栅界面(类似矩形和正弦型),因此不必选择周期。 5wue2/gl Skr(C5T
p9"dm{ IxbQ6 高级选项和信息 }#ink4dK: •同样,可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 aE~T!h
[Hh*lKg 探测器位置的注释 9]eG|LFD 关于探测器位置的注释 ?UsCSJ1V •在VirtualLab中,探测器默认位于基板后面的空气中。 )LGVR3# •如果光栅包含在复杂的光学装置中,则必须这样做。 \Oq2{Sx\ •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。 Mt.Cj;h@^[ •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)。 +La2-I •可以避免这些干涉效应的不良影响。 _=HaE&
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