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infotek 2026-01-12 08:09

使用界面配置光栅结构

摘要 Olrw>YbW  
RR {9  
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。 ^g"6p#S=n  
#3jZ7RqzQ  
$w}aX0dK&  
os+wTUR^  
本用例展示了...... <1K: G/!  
•如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构,例如: 6q7Y`%j  
- 矩形光栅界面 T>?1+mruM  
- 过渡点列表界面 o[*ih\d  
- 锯齿光栅界面 *J- jr8&  
- 正弦光栅界面 BU .G~0  
•如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 o{,(`o.1O  
PltPIu)F  
光栅工具箱初始化 [_GR'x'0x  
•初始化 6iS+3+  
-  开始 a.Vs >1  
光栅 $ O>MV  
通用光栅光路图 Wsz9X;  
•注意:使用特殊类型的光栅,例如: 矩形形状, dz DssAHy  
可直接选择特定的光路图。 7[,f;zG  
-Euy5Y  
L^Af3]]2  
2^j9m}`  
光栅结构设置 B9 {DO  
•首先,必须定义基板(基块“Base Block”)的厚度和材料。 g7ROA8xu  
hj[g2S%X  
•在VirtualLab中,光栅结构在所谓的堆栈(stack)中定义。 hYx^D>}]  
•堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 {=Y&q~:8v  
Kqjeqr@)  
-M9 4 F  
?^0Z(<Arz  
•例如,选择第一个界面上的堆栈。 ,4UJ| D=J  
`hhG^ O_  
堆栈编辑器 Z/;SR""wa  
•在堆栈编辑器(Stack Editor)中,可以从目录中添加或插入界面。 ~-zC8._w3r  
•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。 qdZYaS ~  
\/G Y0s  
]].21  
we? #)9Q<  
矩形光栅界面 O*7~t17  
Fx\Re]~n  
•一种可能的界面是矩形光栅界面。 }9dgm[C[b  
•此类界面适用于简单二元结构的配置。 V19*~v=u  
•在此示例中,由银制成的光栅位于玻璃基板上。 Cm>F5$l{  
•为此,增加了一个平面界面,以便将光栅结构与基块分开。 4]R3*F  
•在堆栈编辑器的视图中,根据折射率(黑暗表示更高),其他颜色表示不同的材料。 YG|T;/-  
'r0gqtB  
]vrs?  
aV.<<OS   
矩形光栅界面 Ky|0IKE8Z  
•请注意:界面的顺序始终从基板表面开始计算。 <k1gc,*  
•所选界面在视图中以红色突出显示。 >oNs_{  
)}v2Z3:  
•此外,此处无法定义光栅前方的介质(指最后一个接界面后面的介质)。 它自动取自光栅元件前面的材料。 H9?~#GPb  
•可以在光路编辑器(Light Path Editor)中更改此材质。 x@)u:0  
Z5K,y19/~  
•堆栈周期(Stack Period)允许控制整个配置的周期。 8'$n|<1X  
•此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 r+crE %-  
•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。 ;'kH<Iq  
im"v75 tc  
x$*OglaS  
aDESO5  
+{Ttv7l_2  
a6C ~!{'nW  
矩形光栅界面参数 t/ w>t! q  
•矩形光栅界面由以下参数定义 }^t?v*kcA  
- 狭缝宽度(绝对或相对) g=wnly  
- 光栅周期 >?tpGEZ\  
- 调制深度 l0f6Lxfz  
•可以选择设置横向移位和旋转。 +$C5V,H ~  
o/#e y  
5Z'pMkn3  
#<:khs6  
高级选项和信息 j.sf FS  
•在传播菜单中,有几个高级选项可用。 QQJ cvaQ  
•传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 O #"O.GX<  
•可以设置总级次数或衰逝波级次数 t<-Iiq+tL  
(evanescent orders)。 =:DNb(  
•如果考虑金属光栅,这项功能非常实用。 }N NyUwFa  
•相反,在介质光栅的情况下,默认设置就足够了。 <\u%ZB  
*!r8HV/<  
xfilxd  
tfO _b5g  
•高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 SrxX-Hir  
•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。 &f$jpIyVX  
•此外,有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 g"xZ{k_3  
•分解预览(Decomposition Preview)按钮提供用于FMM计算的结构数据的描述。 折射率由色标表示。 G|V ^C_:  
 ^(y4]yZ  
pLRHwL.  
TAP/gN'  
过渡点列表界面 0>vm&W<?)  
•另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 `C3F?Lch  
•此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 Z"A:^jZ<s  
•同样,平面界面用于将光栅材料或介质与其中一个基板分离。 7J\I%r  
 (1ebE  
0 }q/VH57  
过渡点列表参数 9,4a?.*4~  
•过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 @E1N9S?>  
•上限(Upper Limit)必须设置为大于所需光栅周期一半的值,但在周期性结构的情况下自动设置。 >%{h_5  
GerZA#  
k5^'b#v  
F$.M2*9  
•必须在周期化(Periodization)选项卡中设置此界面的周期。 M C>{I3  
•此处,可以定义x方向和y方向的周期。 I3A](`  
•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。 nRvV+F0#  
Gz`Zp "i%0  
*}FoeDe  
f"/NY6  
高级选项及信息 zZ kwfF  
•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。 cdk;HK_Ve.  
G'!Hc6OZ  
]F,5Oh :OY  
]^dXB 0  
正弦光栅界面 } pA0mW9  
•另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 Bdf3@sbM]  
•此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 WKP=[o^  
•如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: 'M&`l%dIPf  
- 脊的材料:基板的材料 =VDN9-/.  
- 凹槽材料:光栅前面的材料 O -@7n0  
V;.=O}Lr  
e<q;` H  
o;}o"-s  
正弦光栅界面参数 a93Aj  
- 正弦光栅界面也由以下参数定义: &}6=V+J;  
•光栅周期 zvE]4}VL?  
•调制深度 8g$pfHt|e  
- 可以选择设置横向移位和旋转。 l]GLkE  
- 由于这是光栅界面(类似于矩形和锯齿借口),因此不必选择周期。 i9$ -lk  
pX"f "  
Rzw}W7zg[  
s(-$|f+s  
高级选项和信息 L\!Pa+Iod  
•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。 )%P!<|s:5  
?bY'J6n.  
*&!&Y*Jzg  
_HGbR/  
高级选项及信息 FK>8(M/  
•如果增加层数(例如,增加2倍),则离散化变得光滑。 7N 7W0Ky  
XNsMXeO]&  
Ea 0 j}  
锯齿光栅界面 bDRl}^aO6  
•另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 KftZ ^mk+p  
•此界面允许配置闪耀结构的光栅。 wm_xH_{F  
•如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: 0"LJ{:plz  
- 脊的材料:基板的材料 c#Y/?F2p  
- 凹槽材料:光栅前面的材料 J.35Ad1hM  
s&TPG0W  
?31#:Mg6g+  
/c6:B5G  
锯齿光栅界面参数 PVLLuv  
•锯齿光栅界面也由以下参数定义: V\vt!wBcB  
- 光栅周期 M*<Ee]u  
- 调制深度 n Hz Xp:"  
•此外,闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 @vs+)aRa  
•可以选择设置横向移位和旋转。 c>mTd{Abi  
•由于这是光栅界面(类似矩形和正弦型),因此不必选择周期。 B'SLyf  
Z^wogIAV  
~U}0=lRVS  
b"k1N9  
高级选项和信息 9#cPEbb~  
•同样,可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 clyZD`*  
n.F^9j+V  
探测器位置的注释 3qggdi  
关于探测器位置的注释 zO)Bf(  
•在VirtualLab中,探测器默认位于基板后面的空气中。 m#|;?z  
•如果光栅包含在复杂的光学装置中,则必须这样做。 -Ph"#R&  
•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。 ~T">)Y~+xI  
•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)。 WstX>+?'  
•可以避免这些干涉效应的不良影响。 NAgm?d  
;iq H:wO  
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