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infotek 2026-01-12 08:09

使用界面配置光栅结构

摘要 X% X$Y6  
&>g~-s  
光栅结构广泛用于光谱仪、近眼显示系统等多种应用。VirtualLab Fusion通过应用傅立叶模态方法(FMM)以简易的方式提供对任意光栅结构的严格分析。在光栅工具箱中,可以通过使用堆栈内的各种接口或/和介质来配置光栅结构。 用于设置堆栈几何形状的用户界面是人性化的,并且可用于生成更复杂的光栅结构。 本用例中,介绍了基于界面的光栅结构的配置具体操作流程。 5N1}Ns  
l=xt;c!  
*<xrp*O  
:PUK6,"5]O  
本用例展示了...... 0 7\02f  
•如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构,例如: %Lyz_2q A  
- 矩形光栅界面 >J@egIKzP  
- 过渡点列表界面 DRp&IP<  
- 锯齿光栅界面 ZL=N[XW4'  
- 正弦光栅界面 +YuzpuxjJ  
•如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 BJgDo  
<XvYa{t]{  
光栅工具箱初始化 Hit Ac8  
•初始化 rw]yKH  
-  开始 P:^=m*d  
光栅 /p 5=i  
通用光栅光路图 VKNp,Lf  
•注意:使用特殊类型的光栅,例如: 矩形形状, Z}+yI,  
可直接选择特定的光路图。 /BT1oWi1y  
rn H}#u+  
ULIFSd Y  
r6MB"4xd  
光栅结构设置 {-h, ZdH^  
•首先,必须定义基板(基块“Base Block”)的厚度和材料。 eC;!YG Z  
RG&6FRoq  
•在VirtualLab中,光栅结构在所谓的堆栈(stack)中定义。 {>h97}P  
•堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 y?Onb 3%  
:~D]; m  
{_(+>v"eJ  
vK:QX$b  
•例如,选择第一个界面上的堆栈。 O_AGMW/2+  
O|7yP30?M  
堆栈编辑器 oq. r\r  
•在堆栈编辑器(Stack Editor)中,可以从目录中添加或插入界面。 q#'VJA:A5&  
•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。 wV:C<Mg7q  
np=kTJ  
m8HYW zN  
;ctU&`  
矩形光栅界面 7k~Lttuk  
Y"*:&E2)r  
•一种可能的界面是矩形光栅界面。 cix36MR_  
•此类界面适用于简单二元结构的配置。 Ihqs%;V  
•在此示例中,由银制成的光栅位于玻璃基板上。 0;<OYbm3<  
•为此,增加了一个平面界面,以便将光栅结构与基块分开。 dyO E6Ex  
•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。 /PW&$P1.]"  
S=PJhAF  
="3,}qR  
*KJ7nRKx(w  
矩形光栅界面 <xqba4O  
•请注意:界面的顺序始终从基板表面开始计算。 hfv%,,e  
•所选界面在视图中以红色突出显示。 0D~=SekQ 9  
H(&Z:{L  
•此外,此处无法定义光栅前方的介质(指最后一个接界面后面的介质)。 它自动取自光栅元件前面的材料。 0m&3?"5u  
•可以在光路编辑器(Light Path Editor)中更改此材质。 c&m9)r~zP  
^/a*.cu  
•堆栈周期(Stack Period)允许控制整个配置的周期。 |!}wF}iLc)  
•此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 :1MM a6  
•如果是简单的光栅结构,建议选择“取决于界面周期”(Dependent from Period of Interface)选项,并选择适当的周期性界面索引。 )8'jxiGs  
U0IE1_R  
l;0y-m1  
Ag6uR(uI  
IT&i,`cJ~F  
"-0;#&!  
矩形光栅界面参数 2*Q3.2 Z  
•矩形光栅界面由以下参数定义 8[R1A  
- 狭缝宽度(绝对或相对) D:m#d.m  
- 光栅周期 l#xw.2bo  
- 调制深度 ]nc2/S%  
•可以选择设置横向移位和旋转。 #8UseK  
LM6]kll  
p:tN642  
ox4W$YdMG  
高级选项和信息 k{-`]qiK  
•在传播菜单中,有几个高级选项可用。 K(3&27sGN  
•传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 _l T0H u  
•可以设置总级次数或衰逝波级次数 h[Mdr  
(evanescent orders)。 DxfMqH[vs  
•如果考虑金属光栅,这项功能非常实用。 _z]v<,=3M  
•相反,在介质光栅的情况下,默认设置就足够了。 +nQ!4  
?!7 SzLll  
^1VbH3M  
1R^4C8*B  
•高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 G#lg|# -#  
•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。 QiU_hz6?v  
•此外,有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 <4f,G]UH_  
•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。 Spo +@G  
liD47}+  
Nf5WQTa4  
MA6P"?  
过渡点列表界面 KZ  )Ys  
•另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 n$W"=Z;`  
•此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 ~p.%.b;~t  
•同样,平面界面用于将光栅材料或介质与其中一个基板分离。 JY@X2'>v/  
BKZ v9  
vgo{]:Aj{  
过渡点列表参数 q^]tyU!w  
•过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 BSDk9Oc  
•上限(Upper Limit)必须设置为大于所需光栅周期一半的值,但在周期性结构的情况下自动设置。 5~[N/Gl  
B{PLIisc  
_:%U_U  
\u8,!) 4i  
•必须在周期化(Periodization)选项卡中设置此界面的周期。 ttj2b$M,  
•此处,可以定义x方向和y方向的周期。 lY,/ W  
•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。 LzE/g)>  
`p1DaV  
{82rne `[  
+c r  
高级选项及信息 p%8 v`  
•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。 I.9o`Q[8&  
$}4K`Iu  
-#%X3F7/w  
|*E"G5WZM  
正弦光栅界面 *%?d\8d  
•另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 j6og3.H-  
•此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 &-4 ?!  
•如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: |z+9km7,  
- 脊的材料:基板的材料 xE1rxPuq)d  
- 凹槽材料:光栅前面的材料 XNlhu^jh  
N5KEa]k1nw  
$+TYvA'N  
H/`G  
正弦光栅界面参数 E*^ 9|Y[  
- 正弦光栅界面也由以下参数定义: lC2?sD$  
•光栅周期 ?[|hGR2L  
•调制深度 Yw[{beo  
- 可以选择设置横向移位和旋转。 pU hc3L  
- 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。 >-zkB)5<,#  
LfllO  
;Z4o{(/zU  
yLB~P7K  
高级选项和信息 8T7f[?  
•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。 6g|#ho1Bbs  
`VXZ khm  
Z8fJ{uOIL  
:o l6%Z's  
高级选项及信息 h"8QeX:((  
•如果增加层数(例如,增加2倍),则离散化变得光滑。 pI 5_Hg  
.HCaXFW  
)2]a8JVf  
锯齿光栅界面 Gql`>~  
•另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 2/EK`S  
•此界面允许配置闪耀结构的光栅。 sbA2W~:  
•如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: "qgu$N4/>  
- 脊的材料:基板的材料 =%L@WVbM  
- 凹槽材料:光栅前面的材料 qg)qjBQwA  
F"v:}Vy|   
p;e$kg1  
Q ]0r:i= .  
锯齿光栅界面参数 /4-}k  
•锯齿光栅界面也由以下参数定义: p_9g|B0D  
- 光栅周期 on_H6Y@B52  
- 调制深度 i7(~>6@|  
•此外,闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 q- H&5K  
•可以选择设置横向移位和旋转。 5pmQp}}R  
•由于这是光栅界面(类似矩形和正弦型),因此不必选择周期。 W6M jQ%f  
egWx9xX  
B#:E?a;{  
]'e A O  
高级选项和信息 PK}vh%  
•同样,可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 DU`v J2  
ZqFUPHc  
探测器位置的注释 qy6K,/& 3  
关于探测器位置的注释 c(CJ{>F%  
•在VirtualLab中,探测器默认位于基板后面的空气中。 L W?&a3e  
•如果光栅包含在复杂的光学装置中,则必须这样做。 ?eVj8 $BQo  
•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。 Pfk{=y  
•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)。 pkW5D  
•可以避免这些干涉效应的不良影响。 h&P {p _Y  
X+%u(>>  
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