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2023-01-11 08:43 |
使用界面配置光栅结构
tQ)8HVKF 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。 p$ko=fo-*_ LJiMtqg ,4\vi| p7k0pSt 本用例展示了...... E`X+fJx •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构,例如: :?S2s Ne2 - 矩形光栅界面 YF;8il{p - 过渡点列表界面 6zDJdE'Es - 锯齿光栅界面 Y3-P* - 正弦光栅界面 7Ua
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•如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 1|gEY;Ru x=H*"L= 光栅工具箱初始化 hA"N&v~ •初始化 % va/x]K - 开始 ~@-Az([H 光栅 <1@_MYo 通用光栅光路图 h?TE$&CL? •注意:使用特殊类型的光栅,例如: 矩形形状, U,]z)1#X| 可直接选择特定的光路图。 sFGXW [<%yU y 0zEn`rq& n3)g{K^ 光栅结构设置 w,l1&=d •首先,必须定义基板(基块“Base Block”)的厚度和材料。 9M7{.XR, gy>2=d •在VirtualLab中,光栅结构在所谓的堆栈(stack)中定义。 G U!XD!!& •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 8n'C@#{WV "+rX*~ ^+P]_< 43 ./6L&?*`~; •例如,选择第一个界面上的堆栈。 / '7WL[< :H?p^d
e 堆栈编辑器 {o]OxqE@ •在堆栈编辑器(Stack Editor)中,可以从目录中添加或插入界面。 1.';:/~( •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。 E]gKJVf9[
e%qMrR OixQlAb{ xWV_Do)z 矩形光栅界面 XjX<?W <H 3}N! •一种可能的界面是矩形光栅界面。 s{CSU3vYmi •此类界面适用于简单二元结构的配置。 S>'wb{jj! •在此示例中,由银制成的光栅位于玻璃基板上。 H\ NO4= •为此,增加了一个平面界面,以便将光栅结构与基块分开。 lh5k@\X •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。 ?!
kup \"f}Fx gz$=\=%>RL A5nu`e9& 矩形光栅界面 CjO/q)vV •请注意:界面的顺序始终从基板表面开始计算。 Jw86P= •所选界面在视图中以红色突出显示。 'Oq}BVR& |g7E*1Ie •此外,此处无法定义光栅前方的介质(指最后一个接界面后面的介质)。 它自动取自光栅元件前面的材料。 7g=Ze~aq •可以在光路编辑器(Light Path Editor)中更改此材质。 M"P$hb'F `HHbQXB •堆栈周期(Stack Period)允许控制整个配置的周期。 b?Vu9! •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 u{\`*dNx •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。 TM"i9a? ; EKDv3aFQZ# xxedezNko "r|O / 4[5Z>2w a#mdD:,cF 矩形光栅界面参数 GHoPv-# •矩形光栅界面由以下参数定义 K{0mb - 狭缝宽度(绝对或相对) 2
OGg`1XX - 光栅周期 .*y{[."! - 调制深度 n ,H;PB •可以选择设置横向移位和旋转。 N($j;<Q ;)o%2#I wlkS+$< 7-(tTBH 高级选项和信息 {wd.aUB •在传播菜单中,有几个高级选项可用。 *ZY{^f •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 v_Jp9 •可以设置总级次数或衰逝波级次数 m(&ZNZK (evanescent orders)。 / P{f#rV5 •如果考虑金属光栅,这项功能非常实用。 2Ejs{KUj •相反,在介质光栅的情况下,默认设置就足够了。 &\5T`|~)! Ib!`ChZ y_a~>S [.0R"|$sy+ •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 8mMrGf[Q\ •层分解(Layer Decomposition)和过渡点分解(Transition Point Decomposition)设置可用于调整结构的离散化。 默认设置适用于几乎所有光栅结构。 ";xG[ne$Be •此外,有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 Ot(EDa9}IJ •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。 56L>tP Vg2s~ce{ &&tQ,5H5 *X,vu2(I-= 过渡点列表界面 KUB"@wUr •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 gBresHrlH •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 w8>p[F5`O •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。 .'SM|r$ t6j(9[gGq N=|w]t0*yc 过渡点列表参数 F-2HE><+ •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 k :af •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。 x!Wl& F[Peil+|` %*LdacjZ "IB)=Hc •必须在周期化(Periodization)选项卡中设置此界面的周期。 kigc+R •此处,可以定义x方向和y方向的周期。 6)Oe]{- •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。 3}XUYF; lK}F>6^\ 3``$yWWg "j~=YW+l 高级选项及信息 .w&{2,a3 •同样,可以在高级设置选项卡页面上调整和研究分解结构的数据。 3A'd7FJ0G nfl6`)oW 377$c;4F AD~\/V&+ 正弦光栅界面 #XNe4# •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 .XS rLb? •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 utRvE(IbmV •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: 7CNEP2}:R - 脊的材料:基板的材料 NjL,0Bp - 凹槽材料:光栅前面的材料 w_e Las% |L0 s q"fK"H-j $zDW)%nAX 正弦光栅界面参数 u5%.T0
P - 正弦光栅界面也由以下参数定义: Z @j0J[s •光栅周期 {5_*tV<I •调制深度 Hn:%(Rg=aW - 可以选择设置横向移位和旋转。 CJ
KFNa - 由于这是光栅界面(类似于矩形和锯齿借口),因此不必选择周期。 !*EHr09N7 e,8C}
2 XKMJsEPsW 5Ss=z 高级选项和信息 \'j%q\Bl; •同样,可以在高级设置选项卡中调整和研究分解结构的数据。 #2Mz.=#G t5[{ihv~: 0Ac]&N d` 5Sk87o1E(d 高级选项及信息 b Kv9F@ •如果增加层数(例如,增加2倍),则离散化变得光滑。 fv#e 8y Zj!S('hSY _?`3zm4 锯齿光栅界面 )%WS(S>8 •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 9/q4]%` •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 A*E$_N •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: C %y AMQ - 脊的材料:基板的材料 5U%uS^%DP - 凹槽材料:光栅前面的材料 0=7C-A1(D eH79,!=2 &!Y^DR/ Nqewtn9n 锯齿光栅界面参数
_^dWJ0 •锯齿光栅界面也由以下参数定义: q4lL7@_ - 光栅周期 9A)(K, - 调制深度 W<k) '| •此外,闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 8`9!ocrM •可以选择设置横向移位和旋转。 xlS
t •由于这是光栅界面(类似矩形和正弦型),因此不必选择周期。 a)[t kjU ka*VQXk* ^vJ08gu_W r'k-*I 高级选项和信息 E #8 `X •同样,可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 's!EAqCN pOGVD 探测器位置的注释 &+JV\ 关于探测器位置的注释 ]%F3 xzOk •在VirtualLab中,探测器默认位于基板后面的空气中。 44($a9oa2 •如果光栅包含在复杂的光学装置中,则必须这样做。 Vg&`f •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。 w%j 6zsTz •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)。 ,7k)cNstW •可以避免这些干涉效应的不良影响。 X -6Se h}rrsVj3
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