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infotek 2024-08-13 07:56

使用界面配置光栅结构

摘要 ~|&To >  
QeQxz1  
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。 }[: i!t.m  
-# /'^O +%  
dG)}H _  
C,$7fW{?  
本用例展示了...... 6 - IThC  
•如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构,例如: %";ap8J04F  
- 矩形光栅界面 e7n` fEpO  
- 过渡点列表界面 dC?l%,W  
- 锯齿光栅界面 v,c;dlg_  
- 正弦光栅界面 Vo9Fl Yj  
•如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 :8Ugz~i  
U /jCM?~  
光栅工具箱初始化 6t'vzcQs  
•初始化 4R& pb1eF  
-  开始 mV|Z5= f  
光栅 Thuwme  
通用光栅光路图 E+P-)bRa  
•注意:使用特殊类型的光栅,例如: 矩形形状, }8Nr .gY  
可直接选择特定的光路图。 e|4U2\&3y  
,yTT,)@<  
=z#j9'n$@  
;M5]XCP k  
光栅结构设置 7o9[cq w  
•首先,必须定义基板(基块“Base Block”)的厚度和材料。  ?S'Wd=  
D:XjJMW3r  
•在VirtualLab中,光栅结构在所谓的堆栈(stack)中定义。 z`!f'I--!  
•堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 >(F y6m  
v4r%'bA  
d+]/0J!c  
\1oN't.  
•例如,选择第一个界面上的堆栈。 /e7BW0$1  
.s>.O6(^%  
堆栈编辑器 Ex5 LhRe>=  
•在堆栈编辑器(Stack Editor)中,可以从目录中添加或插入界面。 >uwd3XW5  
•VirtualLab的目录提供了几种类型的界面。 所有界面都可以用来定义光栅。 w5q'M  
5)i+x-  
(4IH%Ez){  
)b-KF}]d  
矩形光栅界面 tw&biLM5T  
( \7Yo^  
•一种可能的界面是矩形光栅界面。 GE}>{x=^x  
•此类界面适用于简单二元结构的配置。 838@jip  
•在此示例中,由银制成的光栅位于玻璃基板上。 gNSsT])  
•为此,增加了一个平面界面,以便将光栅结构与基块分开。 QVe<Z A8N;  
•在堆栈编辑器的视图中,根据折射率(黑暗表示更高),其他颜色表示不同的材料。 ,Ofou8C6  
p;)@R$*  
uOb}R   
y>& s;  
矩形光栅界面 Duq.`XO  
•请注意:界面的顺序始终从基板表面开始计算。 YRU#/TP  
•所选界面在视图中以红色突出显示。 eMUs w5=  
TchByN6oN<  
•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。 ,ZvlK N  
•可以在光路编辑器(Light Path Editor)中更改此材质。 Z"E2ZSa0  
h`:B8+k  
•堆栈周期(Stack Period)允许控制整个配置的周期。 ZC9S0Z  
•此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 }XfRKGQw  
•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。 9KMtPBZ  
,m;G:3}48  
Q`BB@E  
#fxdZm,  
,<fs+oi  
RT"JAJTi/  
矩形光栅界面参数 Q=#Wk$1.  
•矩形光栅界面由以下参数定义 ]9~6lx3/  
- 狭缝宽度(绝对或相对) [[KIuW~ot  
- 光栅周期 H~?p,h  
- 调制深度 92M_Z1_w[  
•可以选择设置横向移位和旋转。 [W=6NAd  
L%I8no-Q  
^Kn:T`vB  
w s7LDY&(  
高级选项和信息 X,`e1nsR  
•在传播菜单中,有几个高级选项可用。 XVY j X  
•传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 .%_=(C< E  
•可以设置总级次数或衰逝波级次数 W" 1=K] B  
(evanescent orders)。 >{=~''d,w  
•如果考虑金属光栅,这项功能非常实用。 K b z|h,<  
•相反,在介质光栅的情况下,默认设置就足够了。 y@\J7 h:  
t8t+wi!  
^Dys#^  
h F *c  
•高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 'Jl73#3  
•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。 90!67Ap`x  
•此外,有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 E~1"Nh  
•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。 Hw~?%g:<S  
>{k0N@_  
wE#z)2?`\  
S3?U-R^`  
过渡点列表界面 qfyuq]  
•另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 }M~[8f ]  
•此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 z:JJ>mxV  
•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。 _[ S<Cb*1  
{GS$7n  
$J]o\~Z J  
过渡点列表参数 N@\`DO  
•过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 }N W01nee  
•上限(Upper Limit)必须设置为大于所需光栅周期一半的值,但在周期性结构的情况下自动设置。 {'[S.r`  
Y$ '6p."=  
QP!0I01  
WS 1#i\0  
•必须在周期化(Periodization)选项卡中设置此界面的周期。 xRm~a-rp  
•此处,可以定义x方向和y方向的周期。 :PQvt/-'(D  
•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。 =X=m_\=~@  
\Wf1b8FW  
zl@hg<n  
`_>44!M  
高级选项及信息 g5~wdhpb  
•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。 !Q5NV4gd+  
48n7<M;I  
p=] z`t  
7kh(WtUz  
正弦光栅界面 >d$Sh`a6  
•另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 n{xL1A=9  
•此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 H]Vo XJ\*  
•如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: d`4F  
- 脊的材料:基板的材料 E>k!d'+tb  
- 凹槽材料:光栅前面的材料 rjL4t^rT  
vABUUAo!Jr  
&v<Am%!N  
p]J0A ^VV  
正弦光栅界面参数 2G)q?_Q4S  
- 正弦光栅界面也由以下参数定义: YB"=eld  
•光栅周期 O@sJ#i>  
•调制深度 T:!Re*=JJ  
- 可以选择设置横向移位和旋转。 & _mp!&5XV  
- 由于这是光栅界面(类似于矩形和锯齿借口),因此不必选择周期。 _BBs{47{E  
Hjc *W Tu  
03a<Cd/S  
Gw?$.@L'I6  
高级选项和信息 KN"<f:u  
•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。 u]s}@(+.  
n_Bi HMIU'  
0'~Iv\s  
g0A,VX:2  
高级选项及信息 &KVXU0F^z  
•如果增加层数(例如,增加2倍),则离散化变得光滑。 {}N=pL8MS  
[ .c'22R6  
M 3c  
锯齿光栅界面 do=s=&T  
•另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 ($[)Tcq*~  
•此界面允许配置闪耀结构的光栅。 -9^A,vX  
•如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: Ygfv?  
- 脊的材料:基板的材料 )9z3T>QW  
- 凹槽材料:光栅前面的材料 ]6z ; M;F`  
zoHFTD4 g  
6'qu[ ~ }Q  
2*}qQ0J  
锯齿光栅界面参数 DI7g-h8`  
•锯齿光栅界面也由以下参数定义: d^Zr I\AJ  
- 光栅周期 G~KYFNHr  
- 调制深度 nbdjk1E`~  
•此外,闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 H:_R[u4r  
•可以选择设置横向移位和旋转。 ioJr2wq6  
•由于这是光栅界面(类似矩形和正弦型),因此不必选择周期。 *1CZRfWI  
gkL{]*9&%  
W^N|+$g>H  
^=7XA894  
高级选项和信息 c`xgz#]v  
•同样,可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 a474[?  
_Sn45h@"  
探测器位置的注释  Or,W2  
关于探测器位置的注释 p5JRG2zt  
•在VirtualLab中,探测器默认位于基板后面的空气中。 52#Ac;Y  
•如果光栅包含在复杂的光学装置中,则必须这样做。 iuS*Vw  
•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。 {`=k$1  
•因此,为了计算光栅效率,应将探测器设置在基板材料内(同样适用于大多数光栅评估软件)。 D=:O ^<  
•可以避免这些干涉效应的不良影响。  NH0uK  
!nt[J$.z^  
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