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infotek 2024-08-13 07:56

使用界面配置光栅结构

摘要 *rv7#!].  
;I!Vba  
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。 (;cvLop  
W'L  
R&FO-{S  
@nxpcHj  
本用例展示了...... 8;5@5Au  
•如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构,例如: l }WvO]  
- 矩形光栅界面 O 2W2&vY  
- 过渡点列表界面 <(W:Q3?s  
- 锯齿光栅界面 :?f^D,w_B  
- 正弦光栅界面 ?C*}NM  
•如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 :[!b";pR  
uow{a*q d6  
光栅工具箱初始化 ,FWsgqL{l  
•初始化 ;>r E+k%_  
-  开始 :@K~>^+U  
光栅 VJOB+CKE  
通用光栅光路图 rB}2F*eT  
•注意:使用特殊类型的光栅,例如: 矩形形状, ?d`j}  
可直接选择特定的光路图。 ]@ N::!m  
eoxEnCU  
"mB /"  
QW= X#yrDO  
光栅结构设置 Q+; N(\  
•首先,必须定义基板(基块“Base Block”)的厚度和材料。 qTI_'q  
Hl=M{)q@   
•在VirtualLab中,光栅结构在所谓的堆栈(stack)中定义。 LjPpnjU  
•堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 w<Ot0&&  
grTwo  
sPRo=LB  
DH!_UV  
•例如,选择第一个界面上的堆栈。 k`NXYf:  
b{a\j%  
堆栈编辑器 U)C>^ !Us  
•在堆栈编辑器(Stack Editor)中,可以从目录中添加或插入界面。 ".sRi  
•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。 Pv3qN{265  
A+ LX37B  
9"f  
DT3koci(  
矩形光栅界面 =PYS5\k  
 wkKSL  
•一种可能的界面是矩形光栅界面。 1-}M5]Y  
•此类界面适用于简单二元结构的配置。 /dwj:g0y  
•在此示例中,由银制成的光栅位于玻璃基板上。 1)J' pDa  
•为此,增加了一个平面界面,以便将光栅结构与基块分开。 s7s@!~  
•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。 W4$F\y  
l^R1XBP  
)M_|r2dDq3  
.05x=28n%  
矩形光栅界面 D| g{]nO  
•请注意:界面的顺序始终从基板表面开始计算。 ,L-G-V+  
•所选界面在视图中以红色突出显示。 %s ">:  
jO}<W1qy  
•此外,此处无法定义光栅前方的介质(指最后一个接界面后面的介质)。 它自动取自光栅元件前面的材料。 cXbQ  
•可以在光路编辑器(Light Path Editor)中更改此材质。 ?<U">8cP  
^b6yN\,S  
•堆栈周期(Stack Period)允许控制整个配置的周期。 =O>E>Q  
•此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 Ti$_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。 x,UP7=6  
PH>`//D%n?  
FQM9>l@6)>  
lK3{~ \J-  
Eg4_kp0Lq  
.4XX )f5  
矩形光栅界面参数 >r.W \  
•矩形光栅界面由以下参数定义 &;[e  
- 狭缝宽度(绝对或相对) G-5ezVli  
- 光栅周期 u1ahAk7  
- 调制深度 0N):8`dY  
•可以选择设置横向移位和旋转。 WB3YN+Xl3  
 _:HQ4s@  
z4 KKt&  
e`zCz`R  
高级选项和信息 ]K|td)1X  
•在传播菜单中,有几个高级选项可用。 Y?\PU{ O  
•传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 tgC)vZ&a  
•可以设置总级次数或衰逝波级次数 y\ax?(z  
(evanescent orders)。 sF~!qag4q'  
•如果考虑金属光栅,这项功能非常实用。 dWiX_&g  
•相反,在介质光栅的情况下,默认设置就足够了。 `NCH^)  
gbziEjRe  
=H8Y  
'mk_s4J  
•高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 ="de+S8W  
•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。 Ca ?d8  
•此外,有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 Ch73=V  
•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。 %PC8}++  
2k!4oVUN  
$^`@lyr  
._TN;tR~'  
过渡点列表界面 dgT(]H  
•另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。  bU$M)  
•此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 iC~ll!FA!  
•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。 5IfC8drAs  
Fhga^.5U&  
TNlOj a:  
过渡点列表参数 v (=E R%  
•过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 qm< mw"]  
•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。 GezMqt;2  
%|'VucLx  
.+&M,% x  
3,1HD_  
•必须在周期化(Periodization)选项卡中设置此界面的周期。 t"P:}ps{?  
•此处,可以定义x方向和y方向的周期。 Rw)=<XV)6  
•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。 {\gpXVrn_  
X=V2^zrt  
3EH7H W  
e'r-o~1eN  
高级选项及信息 jmF)iDvjuZ  
•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。 U\-=|gQ'  
2YK2t<EO  
DA>TT~L  
i':a|#e>  
正弦光栅界面 wK0],,RN,h  
•另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 c^stfFE&  
•此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 otlv ;3263  
•如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: q^h/64F  
- 脊的材料:基板的材料 {RI)I  
- 凹槽材料:光栅前面的材料 Ho1V)T>  
kAq#cLprG  
J~AmRo0!k  
~.CmiG.7  
正弦光栅界面参数 (U@$gkUx}G  
- 正弦光栅界面也由以下参数定义: 0<+eN8od.  
•光栅周期 US\h,J\Ju  
•调制深度 Qh+zs^-?  
- 可以选择设置横向移位和旋转。 a3L-q>h  
- 由于这是光栅界面(类似于矩形和锯齿借口),因此不必选择周期。 O=oIkvg  
1rON8=E  
c$x >6&&L  
ZE9.r`  
高级选项和信息 QW_BT ^d"  
•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。 ~SS3gLv  
9 dK`  
-_= m j  
lN x7$z`  
高级选项及信息 Hyi'z1  
•如果增加层数(例如,增加2倍),则离散化变得光滑。 +[}<u--  
?in)kL  
vRH2[{KQ9  
锯齿光栅界面 lIPz "  
•另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 `pF7B6[B  
•此界面允许配置闪耀结构的光栅。 $laUkD#vz  
•如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: [S9"' ^H  
- 脊的材料:基板的材料 U$ ;UW3-  
- 凹槽材料:光栅前面的材料 y9.?5#aL  
45&Rl,2  
sG\K$GP!  
d.HcO^  
锯齿光栅界面参数 !t}yoN n|  
•锯齿光栅界面也由以下参数定义: ]r'D  
- 光栅周期 .y lvJ$  
- 调制深度 $hMD6<e  
•此外,闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 1 J}ML}h)  
•可以选择设置横向移位和旋转。 @8$z2  
•由于这是光栅界面(类似矩形和正弦型),因此不必选择周期。 o#=C[d5BV  
Wg20H23XW  
lB.n5G  
BGHZL~  
高级选项和信息 ]LEaoOecu  
•同样,可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。  0T^ 0)c  
{h PB%  
探测器位置的注释 R:j mn  
关于探测器位置的注释 %> 5>wP   
•在VirtualLab中,探测器默认位于基板后面的空气中。 pC #LQ  
•如果光栅包含在复杂的光学装置中,则必须这样做。 Y[H769  
•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。 3_`)QYU'  
•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)。 Dt{WRe\#  
•可以避免这些干涉效应的不良影响。 G4&?O_\;  
vPc*x5w-  
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