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infotek 2026-01-12 08:09

使用界面配置光栅结构

摘要 q,m+W='  
s3sPj2e{  
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。 >r\q6f#J4  
YN}vAFR`  
Q].p/-[(  
of=N+ W  
本用例展示了...... \k 6'[ln  
•如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构,例如: U!i1~)s  
- 矩形光栅界面 3 63KU@`  
- 过渡点列表界面 *$Z,kZ^^  
- 锯齿光栅界面 IqAML|C  
- 正弦光栅界面 .+(R,SvN%<  
•如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 p|+TgOYOc  
0,whTnH|  
光栅工具箱初始化 \,S4-~(:!  
•初始化 6,cJ3~!48  
-  开始 #w@V!o  
光栅 < Dt/JA(p  
通用光栅光路图 I%:\"g"c  
•注意:使用特殊类型的光栅,例如: 矩形形状, XR_Gsb%l  
可直接选择特定的光路图。 H <9_BA?  
4;*jE (  
V+5av Z}  
|Kb m74Z%  
光栅结构设置 _9C,N2a{C  
•首先,必须定义基板(基块“Base Block”)的厚度和材料。 > JC"YB  
Y'<wE2ZL)  
•在VirtualLab中,光栅结构在所谓的堆栈(stack)中定义。 AO238RC!:  
•堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 `a `>Mtl  
!oa/\p  
JNv@MJb}  
{l"(EeW6)  
•例如,选择第一个界面上的堆栈。 +ib&6IU  
xz Hb+1+p  
堆栈编辑器 f?$yxMw:@  
•在堆栈编辑器(Stack Editor)中,可以从目录中添加或插入界面。 ik#ti=.  
•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。 wk#cJ`wG;  
N[A9J7}_R  
#mYe@[p@  
a+RUSz;DL  
矩形光栅界面 ,_ TE@ ]!$  
D-FT3Culw  
•一种可能的界面是矩形光栅界面。 vmg[/#  
•此类界面适用于简单二元结构的配置。 "U!Vdt2vp  
•在此示例中,由银制成的光栅位于玻璃基板上。 g/frg(KF  
•为此,增加了一个平面界面,以便将光栅结构与基块分开。 D#P]tt.Z   
•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。 NL,6<ZOon,  
G.r .Z0  
%l?*w~x  
10Q!-K),p  
矩形光栅界面 U1`pY:P  
•请注意:界面的顺序始终从基板表面开始计算。  W_6gV  
•所选界面在视图中以红色突出显示。 =ld!=II  
fZoQQ[s  
•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。 zm8k,e +5-  
•可以在光路编辑器(Light Path Editor)中更改此材质。 ep4?;Qmho  
Zv2]X-  
•堆栈周期(Stack Period)允许控制整个配置的周期。 d3\KUR^  
•此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 YYL3a=;`a  
•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。 A'$>~Ev  
<Sr:pm  
-24ccN;  
\x:} |   
%k<+#j6ZH  
K4 -_a{)/  
矩形光栅界面参数 "!_vQ^y  
•矩形光栅界面由以下参数定义 m#ig.z|A  
- 狭缝宽度(绝对或相对) U&43/;<,  
- 光栅周期 <*+[E!oi  
- 调制深度 [kTckZv  
•可以选择设置横向移位和旋转。 \TYVAt] ?  
FY-eoq0O3  
Nv|0Z'M  
2'@D0L  
高级选项和信息 rp^:{6O  
•在传播菜单中,有几个高级选项可用。 Rn`DUYg  
•传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 xs )jO+.  
•可以设置总级次数或衰逝波级次数 I2krxLPd  
(evanescent orders)。 | #b/EA9  
•如果考虑金属光栅,这项功能非常实用。 'v@*xF/L6a  
•相反,在介质光栅的情况下,默认设置就足够了。 cltx(C>   
sy-#Eo#3  
7{l~\] 6d  
o^'QGs "  
•高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 <EdNF&S-  
•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。 _ 2)QL  
•此外,有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 cj^hwtx   
•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。 k)[c!\a[i  
6y "]2UgQk  
%eh.@8GL`  
B~M6l7^?  
过渡点列表界面 I0><IaFy  
•另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 sCmN|Q  
•此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 \/C5L:|p_  
•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]L MQ  
[>U2!4=$M  
~]`U)Aw  
过渡点列表参数 X4!Jj *  
•过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 +md"X@k5*  
•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。 vR>GE? s6  
u.*}'C>^^v  
h(GSM'v  
=(Y0wZP|  
•必须在周期化(Periodization)选项卡中设置此界面的周期。 xZM4CR9]*C  
•此处,可以定义x方向和y方向的周期。 Gm3`/!r  
•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。 %mD{rG9  
5iI(A'R[7  
"c?31$6  
d{7)_Sbky  
高级选项及信息 UI'fzlB  
•同样,可以在高级设置选项卡页面上调整和研究分解结构的数据。 th<>%e}5c  
UR S=1+  
M ac?HI  
f*IvaY  
正弦光栅界面 rZ)7(0BBs  
•另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 3lEP:Jp  
•此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 0LSJQ9\p  
•如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: &Nw|(z&$  
- 脊的材料:基板的材料 ImD&~^-_<  
- 凹槽材料:光栅前面的材料 ie>mOsz  
F-M)6&T  
9'e<{mlM  
]"htOO  
正弦光栅界面参数 @?;)x&<8?3  
- 正弦光栅界面也由以下参数定义: lDF7~N9J_  
•光栅周期 1_]%,  
•调制深度 :7JP(j2  
- 可以选择设置横向移位和旋转。 PfB9 .f{  
- 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。 d2)]6)z6  
U.b|3E/^  
8rFP*K9  
+(z[8BJl  
高级选项和信息 "DH>4Q] 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。 *65~qAd  
dWe%6s;   
%`\Qtsape  
TZ3gJ6 Cb  
高级选项及信息 <b\8<mTr  
•如果增加层数(例如,增加2倍),则离散化变得光滑。 .7:ecFKk  
rusYNb1J  
i70\`6*;B  
锯齿光栅界面 Tj\hAcD  
•另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 h?} S|>9  
•此界面允许配置闪耀结构的光栅。 y@7CY-1  
•如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: O*B9 Bah  
- 脊的材料:基板的材料 eNM"e-  
- 凹槽材料:光栅前面的材料 )vg@Kc26  
%qqeL   
'z)cieFKP  
@`Dh 7Q  
锯齿光栅界面参数 +Jn\`4/J:  
•锯齿光栅界面也由以下参数定义: 0>e]i[P.  
- 光栅周期 .|TF /b]  
- 调制深度 yS[HYq  
•此外,闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 8<KC-|y.  
•可以选择设置横向移位和旋转。 Z:V<P,N  
•由于这是光栅界面(类似矩形和正弦型),因此不必选择周期。 /11CC \  
Qw|y%Td8r  
`0w!&  
R yM2 9uD  
高级选项和信息 l|vT[X/g  
•同样,可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 \_i22/Et  
lH@goh  
探测器位置的注释 i }Zz[b  
关于探测器位置的注释 kho0@o+'^  
•在VirtualLab中,探测器默认位于基板后面的空气中。 +&J1D8  
•如果光栅包含在复杂的光学装置中,则必须这样做。 TV0Y{x*~iH  
•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。 wyAh%'V  
•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)。 -Ekf T_  
•可以避免这些干涉效应的不良影响。 PlgpH'z4$  
JS<w43/j  
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