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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 363KU@` - 过渡点列表界面 *$Z,kZ^^ - 锯齿光栅界面 IqAML|C - 正弦光栅界面 .+(R,SvN%< •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 p|+TgOYOc 0,whTnH| 光栅工具箱初始化 \,S4-~(:! •初始化 6,cJ3~!48 - 开始 #w@V!o 光栅 < Dt/JA(p 通用光栅光路图 I%:\"g"c •注意:使用特殊类型的光栅,例如: 矩形形状, XR_Gsb%l 可直接选择特定的光路图。 H<9_BA? 4;*jE (
V+5av Z} |Kb
m74Z% 光栅结构设置 _9C,N2a{C •首先,必须定义基板(基块“Base Block”)的厚度和材料。 > JC"YB
Y'<wE2ZL) •在VirtualLab中,光栅结构在所谓的堆栈(stack)中定义。 AO238RC!: •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 `a `>Mtl !oa/\p
JNv@MJb} {l"(EeW6) •例如,选择第一个界面上的堆栈。 +ib&6IU xzHb+1+p 堆栈编辑器 f?$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]
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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 X 4!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 :7 JP(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*B9Bah - 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 @`Dh7Q 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< | |