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2023-01-11 08:43 |
使用界面配置光栅结构
9-/q-, 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。 fj;ZGbg-O 7;o:r$08&}
60vmjm Xl jkx>o?s)z 本用例展示了...... Ig t*8px •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构,例如: {KNaJ/:>W - 矩形光栅界面 D9[19,2r` - 过渡点列表界面 )b #5rQ - 锯齿光栅界面 V!+iq*Z|= - 正弦光栅界面 ?!P0UTe~ •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 hHN[K &liON1GLM 光栅工具箱初始化 `P;r[j" •初始化 Qdq;C,}Ai. - 开始 ID2->J 光栅 ]]PNYa 通用光栅光路图 Tse#{ •注意:使用特殊类型的光栅,例如: 矩形形状, q$:7j5E 可直接选择特定的光路图。 Y7.+
Ma#| |+q_kx@?l
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#@:VR 光栅结构设置 ?.SGn[ •首先,必须定义基板(基块“Base Block”)的厚度和材料。 v:P]o9Oj8
v1,#7sAW' •在VirtualLab中,光栅结构在所谓的堆栈(stack)中定义。 ?>h
~"D# •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 '#f<wfn R.rch2
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BN81; ed,A'S=d •例如,选择第一个界面上的堆栈。 L;RE5YrH%6 #"N60T@ 堆栈编辑器 LL#REK|lm8 •在堆栈编辑器(Stack Editor)中,可以从目录中添加或插入界面。 ,p d-hu •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。 qLmzA@Cv P\j\p
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eTa_RO,x y|6n:<o 矩形光栅界面 G?$@6 NfvPE ]S •一种可能的界面是矩形光栅界面。 D.a>i?W •此类界面适用于简单二元结构的配置。 -{\(s=% •在此示例中,由银制成的光栅位于玻璃基板上。 Zk=,`sBC •为此,增加了一个平面界面,以便将光栅结构与基块分开。 duG3-E •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。 y!=,u SboHo({5VA
.g8*K " |{ N{VK 矩形光栅界面 G,)zn9X •请注意:界面的顺序始终从基板表面开始计算。 Pf[E..HF*d •所选界面在视图中以红色突出显示。 A<+Dx
KoERg&fY •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。 V'i-pn2gyu •可以在光路编辑器(Light Path Editor)中更改此材质。 =Wcvb?;*
TF8#I28AD •堆栈周期(Stack Period)允许控制整个配置的周期。 "W7|Xp •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 [J,.?'V •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。 ~&<#H+O RCWmdR#}V
1{a%V$S[ Wlc&QOfF
sycAAmH< `;UWq{" 矩形光栅界面参数 ]DNPG" •矩形光栅界面由以下参数定义 b}K,wAx
- 狭缝宽度(绝对或相对) hP"2X"kz& - 光栅周期 q}LDFsU - 调制深度 dbby.% •可以选择设置横向移位和旋转。 ~[%CUc" :F:1(FDP
}-oba_ \BnU?z 高级选项和信息 uBlPwb,V •在传播菜单中,有几个高级选项可用。 G8av5zR •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 4zyQ "?A~ •可以设置总级次数或衰逝波级次数 Pe_O( (evanescent orders)。 9B0ON*` •如果考虑金属光栅,这项功能非常实用。 N68mvBe •相反,在介质光栅的情况下,默认设置就足够了。 hZJ~zx~
G[k3`
,6>3aD1w~q c""&He4zp •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 ZO<,V •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。 FOk&z!xYKd •此外,有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 >PA*L(Dh% •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。 0+CcNY9 Tx.N#,T|
u$d[&|`>_ *)E${\1' < 过渡点列表界面 G0
)[(s •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 E
f\|3D_ •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 c e;7 •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。 r
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}B-$} QD@O!};
T 过渡点列表参数 w
% Hj' •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 j-K[]$ •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。 :+"4_f0 4t[7lL`Z
,iyy2 I/(U0`% •必须在周期化(Periodization)选项卡中设置此界面的周期。 ({E,}x •此处,可以定义x方向和y方向的周期。 nYx
/q •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。 FsED9+/m )J 'F]s
nq!=9r HgY@M 高级选项及信息 Ge2Klyi •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。 1?.CXqK d ~M;
4FaO+Eo,8 4V:W 8k 9D 正弦光栅界面 6u"wgX]H •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 p(RF
•此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 9Kd=GL_ •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: c[-N A - 脊的材料:基板的材料
AOg'4 - 凹槽材料:光栅前面的材料 p6j-8ggL ={BC0,
9?\cm}^? 8]#FvgX 正弦光栅界面参数 )x!q;^Js9A - 正弦光栅界面也由以下参数定义: 8[@,i|kgg0 •光栅周期 zLl-{Kk •调制深度 FsqH:I4O - 可以选择设置横向移位和旋转。 oZ2:% - 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。 /kGWd9ujF ;>7~@
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0o8`Y ;l%xjMcU 高级选项和信息 CNRSc4Le •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。 m@<,bZkl Py*WHHO
j*QdD\) )L&y@dy) 高级选项及信息 |r+ x/,2- •如果增加层数(例如,增加2倍),则离散化变得光滑。 76T7<.S )y]Dmm
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锯齿光栅界面 E#P#{_BR^ •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 }h1BAKg •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 !Mw/j`* •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: S(3h{Y"# - 脊的材料:基板的材料 ir'<H<t2 - 凹槽材料:光栅前面的材料 F+Kju2 7s%D(;W_Mo
\2u7>fU! @~gPZm 锯齿光栅界面参数 >yc),]1~ •锯齿光栅界面也由以下参数定义: 48,*sTRq - 光栅周期 MVMJl "> - 调制深度 $-DW+|p.?^ •此外,闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 O4`.ohAZ •可以选择设置横向移位和旋转。 ]+G\1SN~ •由于这是光栅界面(类似矩形和正弦型),因此不必选择周期。 Eet/l]e#a H.?`90IQ
pKXSJ"Xo #HL$`&m 高级选项和信息 X,@nD@ •同样,可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 3^Is4H_8
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Caz.(t 探测器位置的注释 \>su97 关于探测器位置的注释 /E/6(c •在VirtualLab中,探测器默认位于基板后面的空气中。 \Uh/(q7 •如果光栅包含在复杂的光学装置中,则必须这样做。 W' Y<iA •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。 YeJTB} •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)。 ,PpVZq~ •可以避免这些干涉效应的不良影响。 Up-^km
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