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2023-01-11 08:43 |
使用界面配置光栅结构
53=VIN] 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。 ${8 1~ !BIq>pO%Ui
:y"Zc1_E S@k4k^Vg 本用例展示了...... JY"<b6C^ •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构,例如: >Yl?i&3n - 矩形光栅界面 %F3M\)jU - 过渡点列表界面 N>z_uPy{A - 锯齿光栅界面 Zh)Qq?H - 正弦光栅界面 0vqXLFf •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 B+ud-M0 c]P`U(q9TV 光栅工具箱初始化 R Q X •初始化 1ZJP.T` - 开始 y"<nx3 光栅 f[6;)ZA 通用光栅光路图 </>;PnzE •注意:使用特殊类型的光栅,例如: 矩形形状, :tu6'X\k 可直接选择特定的光路图。 w6F4o;<PR V)mRG`L
w`bojM@e1 )V*Z|,#no 光栅结构设置 C:"Al- •首先,必须定义基板(基块“Base Block”)的厚度和材料。 ;[R{oW
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n-be8p)- •在VirtualLab中,光栅结构在所谓的堆栈(stack)中定义。 EEEYNu/4/ •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 8`EzvEm uLD%M av
OxqK}%=Bw fil'._ •例如,选择第一个界面上的堆栈。 $z"3_4a @/@#,+ 堆栈编辑器 N?eWf +C
•在堆栈编辑器(Stack Editor)中,可以从目录中添加或插入界面。 ^G.PdX$M •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。 r?{tu82#i aze}koNE
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wWI2"} Wf^6: 矩形光栅界面 cT'D2Yeq 4eMNKIsvY$ •一种可能的界面是矩形光栅界面。 dE=4tqv-r •此类界面适用于简单二元结构的配置。 ^31X-}tv •在此示例中,由银制成的光栅位于玻璃基板上。 f7c%Z:C#Y •为此,增加了一个平面界面,以便将光栅结构与基块分开。 +@ga •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。 Zg"g/I.+d Sc_#BD.
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=}m y, @I6 矩形光栅界面 PJA%aRP,: •请注意:界面的顺序始终从基板表面开始计算。 :8cp]vdW •所选界面在视图中以红色突出显示。 x9)^0Hbo
u=I \0H •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。 Nb~.6bsL •可以在光路编辑器(Light Path Editor)中更改此材质。 KP`{ UD)
g)c<\% •堆栈周期(Stack Period)允许控制整个配置的周期。 H(GWC[tv •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 6," 86 •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。 e~w-v"' p0U4#dD6
NI_.wB{ o{5es
dr#g[}l'H Z+!._uA 矩形光栅界面参数 \yP\@cpY{ •矩形光栅界面由以下参数定义 M}2a/}4 - 狭缝宽度(绝对或相对)
#/a>dK - 光栅周期 :Lu=t3#
- 调制深度 H/n3il_-I •可以选择设置横向移位和旋转。 <\l@`x96"D {WfZE&B
T<1*R>el <3i2(k 高级选项和信息 fgcI55&jV{ •在传播菜单中,有几个高级选项可用。 OP>rEUtj •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 w64 /$ •可以设置总级次数或衰逝波级次数 L6S!?t.{Yv (evanescent orders)。 \@8j&],dl •如果考虑金属光栅,这项功能非常实用。 s @\UZC •相反,在介质光栅的情况下,默认设置就足够了。 "l0z?u d;1%Ei3K
y^pzqv |t](4 •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 &}%rZU •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。 #;,dk(URo •此外,有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 ,ND}T#yTR •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。 T v2d?y do0;"O0
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$KDH"J 8Ac5K! 过渡点列表界面 &+]x •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 `j+[JMr •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 h~|B/.[R:3 •同样,平面界面用于将光栅材料或介质与其中一个基板分离。 gYb}<[O!
zq\YZ:JC Xi vzhI4 过渡点列表参数 ;.*n77Y •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 p1^k4G •上限(Upper Limit)必须设置为大于所需光栅周期一半的值,但在周期性结构的情况下自动设置。 ,.Xqb~ rZ}y'A
E2J.t`H HjG!pO{ •必须在周期化(Periodization)选项卡中设置此界面的周期。 \Eqxmo •此处,可以定义x方向和y方向的周期。 yKSvg5lLy •在这种情况下,可以忽略内部和外部定义区域的设置,因为接口的扩展已经被周期性边界条件截断。 'Bul_D4B Td~CnCor
0Bbno9Yp kC~\D?8E= 高级选项及信息 R Ptc \4 •同样,可以在高级设置选项卡页面上调整和研究分解结构的数据。 i4"BN,NZ{ 7Uy49cs,
yc ize2>q ~%)ug3%e 正弦光栅界面 @nIoYT=' •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 =/_tQR~ •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 w, uyN •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: 6KT]3*B - 脊的材料:基板的材料 x""gZzJ$L - 凹槽材料:光栅前面的材料 9UF^h{X R`%C]uG
!yxb=>A @JFfyQ {- 正弦光栅界面参数 Hrz#S o\# - 正弦光栅界面也由以下参数定义: /"$A?}V •光栅周期 +OGa}9j- •调制深度 Zp:(U3% - 可以选择设置横向移位和旋转。 |Dz$OZP - 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。 i{1SUx+Re frsqnvm;+
Pr|:nJs Rn] `_[)*~ 高级选项和信息 UvR F\x% •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。 POZ5W)F( Rwu
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8Jnl!4 ]I
pLF# 高级选项及信息 }ZPO^4H;- •如果增加层数(例如,增加2倍),则离散化变得光滑。
S xn# QOb+6qy:3
SEf:u 锯齿光栅界面 ?ykQ]r6a< •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 (f Gmjx •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 w4 R!aWLd •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: ~3,>TV - 脊的材料:基板的材料 OC(S"&D - 凹槽材料:光栅前面的材料 ?zFeP6C l'Oz-p.@
G{wIY" ~4 N*vBu` 锯齿光栅界面参数 ]f%yeD •锯齿光栅界面也由以下参数定义: |:yWDZg[ - 光栅周期 cM'\u~m{ - 调制深度 U^AywE] •此外,闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 dp&8:jy •可以选择设置横向移位和旋转。 ao+lLCr •由于这是光栅界面(类似矩形和正弦型),因此不必选择周期。 P1gW+*? ;F)j,Ywi)H
UG@9X/l} gL)l)}# 高级选项和信息 j<BW/ •同样,可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 >h!>Ll
1R}rL#h;= 探测器位置的注释 ?W6qwm,?L 关于探测器位置的注释 O
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•在VirtualLab中,探测器默认位于基板后面的空气中。 U,;a+z4\ •如果光栅包含在复杂的光学装置中,则必须这样做。 DQ#rZi3I •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。 ]$4DhB •因此,为了计算光栅效率,应将探测器设置在基板材料内(同样适用于大多数光栅评估软件)。 Z$a5vu*pg •可以避免这些干涉效应的不良影响。 NU]+ {7
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