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infotek 2024-08-13 07:56

使用界面配置光栅结构

摘要 yTiqG5r  
ypo=y/!  
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。 MGDv4cFE.  
G[j79o  
c\MDOD%9  
\l5:A]J  
本用例展示了...... =lQ[%&  
•如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构,例如: p>3'77 V  
- 矩形光栅界面 3>v0W@C  
- 过渡点列表界面 !H\GHA'DO]  
- 锯齿光栅界面 Y3>\;W*?  
- 正弦光栅界面 Pc== ]H(  
•如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 0u2uYiE-l  
XtdLKYET  
光栅工具箱初始化 T]-~?;Jh8  
•初始化 >+8I =S  
-  开始 P@`"MNS  
光栅 l}c2l'  
通用光栅光路图 a@ }r[0O  
•注意:使用特殊类型的光栅,例如: 矩形形状, 4[0?F!%  
可直接选择特定的光路图。 i]%"s_l  
t'x:fO?cp  
aZ`ags ofk  
@A'1D@f#  
光栅结构设置 f`=T@nA  
•首先,必须定义基板(基块“Base Block”)的厚度和材料。 KdsvZim0>  
,s&~U<Z  
•在VirtualLab中,光栅结构在所谓的堆栈(stack)中定义。 w{EU9C  
•堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 N~_jiVD>  
1[9j`~[([  
/,$\H  
wQB{K3  
•例如,选择第一个界面上的堆栈。 6 <S&~q  
%v:h]TA  
堆栈编辑器 ^ZWFj?`\UV  
•在堆栈编辑器(Stack Editor)中,可以从目录中添加或插入界面。 ;o459L>sW  
•VirtualLab的目录提供了几种类型的界面。 所有界面都可以用来定义光栅。 TFDCo_>o  
Vp"Ug,1  
Go7hDmu  
+J8/,d  
矩形光栅界面 v1g5(  
f<p4Pkv  
•一种可能的界面是矩形光栅界面。 bTp2)a^G  
•此类界面适用于简单二元结构的配置。 8Flf,"a   
•在此示例中,由银制成的光栅位于玻璃基板上。 x`vs-Y:P  
•为此,增加了一个平面界面,以便将光栅结构与基块分开。 #(g+jb0E  
•在堆栈编辑器的视图中,根据折射率(黑暗表示更高),其他颜色表示不同的材料。 bMOM`At>z  
g~:(EO(w  
%kFELtx  
^6y4!='ci  
矩形光栅界面 M 8j(1&(:  
•请注意:界面的顺序始终从基板表面开始计算。 <`UG#6z8  
•所选界面在视图中以红色突出显示。 @Qjl`SL%O^  
sxwW9_C  
•此外,此处无法定义光栅前方的介质(指最后一个接界面后面的介质)。 它自动取自光栅元件前面的材料。 VD3MJ8!w  
•可以在光路编辑器(Light Path Editor)中更改此材质。 ?i EXFYJG  
q,JA~GG  
•堆栈周期(Stack Period)允许控制整个配置的周期。 33*d/%N9  
•此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 yZ)aKwj%U  
•如果是简单的光栅结构,建议选择“取决于界面周期”(Dependent from Period of Interface)选项,并选择适当的周期性界面索引。 EZumJ."  
1(7.V-(G  
'Mx K}9  
R:BBNzY}f  
LLn{2,jfQ  
m{$tO;c/Q  
矩形光栅界面参数 >yA,@%X  
•矩形光栅界面由以下参数定义 :{i$2\DH6  
- 狭缝宽度(绝对或相对) {[t"O u  
- 光栅周期 cv*Q]F1%  
- 调制深度 7l#2,d4  
•可以选择设置横向移位和旋转。 g y e(/N+I  
Op/79 ]$  
f{^M.G@  
x\J;ZiWwW  
高级选项和信息 M o"JV  
•在传播菜单中,有几个高级选项可用。 W93JY0Ls9|  
•传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 {~p7*j^0  
•可以设置总级次数或衰逝波级次数 Ng'ZAG;O  
(evanescent orders)。 [cQ<dVaTX  
•如果考虑金属光栅,这项功能非常实用。 ',H$zA?i  
•相反,在介质光栅的情况下,默认设置就足够了。 29iIG 'N  
Z'}(t,  
L;--d`[  
aq0iNbv@  
•高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 ,bVS.A'o  
•层分解(Layer Decomposition)和过渡点分解(Transition Point Decomposition)设置可用于调整结构的离散化。 默认设置适用于几乎所有光栅结构。 6_%]\37_Z  
•此外,有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 N$,/Q9h^  
•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'*q<8  
^YG7dd_  
b$goF }b'g  
K(Q]&&<  
过渡点列表界面 oGJ*Rn)Z  
•另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 2B9 i R  
•此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 RrO0uadmn  
•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。 +=6RmId+X  
fKT Dt%  
o=-Vt,2{  
过渡点列表参数 $h 08Z  
•过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 pM&]&Nk  
•上限(Upper Limit)必须设置为大于所需光栅周期一半的值,但在周期性结构的情况下自动设置。 -3G 4vRIo  
+^4BO`   
8R\>FNk;  
B?;' lDz*  
•必须在周期化(Periodization)选项卡中设置此界面的周期。 Qst \b8,  
•此处,可以定义x方向和y方向的周期。 {K45~ha9!m  
•在这种情况下,可以忽略内部和外部定义区域的设置,因为接口的扩展已经被周期性边界条件截断。 ~[| V3h4v  
z/Ns5  
\K?(  
=f4[=C$&`  
高级选项及信息 't|Un G  
•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。 af<NMgT2s~  
j\`EUC  
{Ax)[<i  
Ew %{ i(d  
正弦光栅界面 axK6sIxx  
•另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 b^[W_y  
•此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 ~K~b`|1  
•如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: *xE"8pN/  
- 脊的材料:基板的材料 m]FaEQVoE  
- 凹槽材料:光栅前面的材料 O{k89{  
bBUbw*DF)  
aho'|%y)  
Q_&}^  
正弦光栅界面参数 w]>"'o{{  
- 正弦光栅界面也由以下参数定义: CM%|pB/z  
•光栅周期 jWH{;V&ZV  
•调制深度 +}_Pf{MW  
- 可以选择设置横向移位和旋转。 Sl3KpZ  
- 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。 iNod</+"K  
nu&_gF,{  
k}-yOP{  
p?+lAbe6H  
高级选项和信息 =n@F$/h  
•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。 #ZG3|#Q=L  
x9&-(kBU  
m#oh?@0}  
YfE>Pn'r  
高级选项及信息 t"<s}~  
•如果增加层数(例如,增加2倍),则离散化变得光滑。 Ts|--,  
t)-*.qZh  
qqnclqkw&  
锯齿光栅界面 ecr886  
•另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 XB0a dp  
•此界面允许配置闪耀结构的光栅。 u~s Sk  
•如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: $/u1chf  
- 脊的材料:基板的材料 5Z/yhF.{  
- 凹槽材料:光栅前面的材料 ?h/xAl  
8YNu<   
=%!e(N'p  
9mam ~)_ |  
锯齿光栅界面参数 81~Kpx  
•锯齿光栅界面也由以下参数定义: b,nn&B5@{  
- 光栅周期 NF6X- ,c d  
- 调制深度 41u*w2j  
•此外,闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 k*5'L<&  
•可以选择设置横向移位和旋转。 >; aCf#q  
•由于这是光栅界面(类似矩形和正弦型),因此不必选择周期。 `/z_rqJ0CL  
JkZ50L  
\[:PykS  
c\At0.QCA  
高级选项和信息 w{pUUo:<  
•同样,可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 @.'z* |z  
BR+nL6sU  
探测器位置的注释 &J_Z~^   
关于探测器位置的注释 wZ#Rlv,3Wa  
•在VirtualLab中,探测器默认位于基板后面的空气中。 ).LTts7c  
•如果光栅包含在复杂的光学装置中,则必须这样做。 Ab/j(xr=  
•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。 1%%'6cWWu  
•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)。 {jjSJIV1  
•可以避免这些干涉效应的不良影响。 ]<1HM"D  
# kyl?E  
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