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infotek 2026-01-12 08:09

使用界面配置光栅结构

摘要  F/Goq`  
SX4*804a_  
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。 Koa9W >!  
w[~G^x&  
wMa8HeBE\  
Q_mphW:[  
本用例展示了...... >hunV'vu'  
•如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构,例如: ;hj lRQ\  
- 矩形光栅界面 -cqE^qAdX  
- 过渡点列表界面 E@}F^0c  
- 锯齿光栅界面 mV0,T*}e  
- 正弦光栅界面 Hv6h7-  
•如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 dX(JV' 18A  
1 ?@HOu  
光栅工具箱初始化 \w9}O2lL  
•初始化 ]#0 (  
-  开始 "Eh=@?]S_  
光栅 87 gk  
通用光栅光路图 8SRR)O[)}  
•注意:使用特殊类型的光栅,例如: 矩形形状, eORXyh\K  
可直接选择特定的光路图。 ^eW<-n@^  
9a`Lr B  
M7#!Y=  
Vl.,e1)6  
光栅结构设置 Gp%po@A&  
•首先,必须定义基板(基块“Base Block”)的厚度和材料。 ^ h=QpH  
=VC18yA  
•在VirtualLab中,光栅结构在所谓的堆栈(stack)中定义。 hSehJjEoM  
•堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 -()WTdIy  
96WzgHPWo  
7# AIX],  
J4bP(=w!  
•例如,选择第一个界面上的堆栈。 v h,(]t  
D4%J!L<P  
堆栈编辑器 ;"dX]":  
•在堆栈编辑器(Stack Editor)中,可以从目录中添加或插入界面。 \`Hp/D1  
•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。 c 4z&HQd  
RZ6y5  
%QP[/5vQ  
0E.N3iU  
矩形光栅界面 oR#W@OK@is  
0O3O^ 0  
•一种可能的界面是矩形光栅界面。 G,C`+1$*  
•此类界面适用于简单二元结构的配置。 ?(ORk|)kU  
•在此示例中,由银制成的光栅位于玻璃基板上。 Po?MTA  
•为此,增加了一个平面界面,以便将光栅结构与基块分开。 n;Bb/Z!~  
•在堆栈编辑器的视图中,根据折射率(黑暗表示更高),其他颜色表示不同的材料。 M9)4ihK  
0%%1:W-  
?Q:SVxzUd  
!}Xoqamm  
矩形光栅界面 u\LNJo| B  
•请注意:界面的顺序始终从基板表面开始计算。 pRQ7rT',v  
•所选界面在视图中以红色突出显示。 KL \>-  
sL@\,]Y  
•此外,此处无法定义光栅前方的介质(指最后一个接界面后面的介质)。 它自动取自光栅元件前面的材料。 ~  QRjl  
•可以在光路编辑器(Light Path Editor)中更改此材质。 [O3:?BNY  
?%3dgQB'  
•堆栈周期(Stack Period)允许控制整个配置的周期。 ?/|Xie  
•此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 ?LMQz=  
•如果是简单的光栅结构,建议选择“取决于界面周期”(Dependent from Period of Interface)选项,并选择适当的周期性界面索引。 HK )m^!=  
)kep:-wm  
qU26i"GHp  
1!uBzO6/$  
LR=Ji7  
$+j1^  
矩形光栅界面参数 "B'c;0 @q  
•矩形光栅界面由以下参数定义 ixA.b#!1  
- 狭缝宽度(绝对或相对) Fk=SkS ky  
- 光栅周期 IiE6i43  
- 调制深度 W.3b]zcV  
•可以选择设置横向移位和旋转。 B*tYp  
EE 9w^.3a  
cWW?@ _  
)<5k+O~  
高级选项和信息 I>?oVY6M@u  
•在传播菜单中,有几个高级选项可用。 fkI 5~Y|  
•传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 _X#Rv2a  
•可以设置总级次数或衰逝波级次数 36.,:!%p  
(evanescent orders)。 \2@J^O1,  
•如果考虑金属光栅,这项功能非常实用。 4iAF<|6s  
•相反,在介质光栅的情况下,默认设置就足够了。 +b 6R  
G&S2U=KdV%  
<vcU5 .K.  
pGD@R=8  
•高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。  VAiJL  
•层分解(Layer Decomposition)和过渡点分解(Transition Point Decomposition)设置可用于调整结构的离散化。 默认设置适用于几乎所有光栅结构。 &tH?m;V  
•此外,有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 !( lcUdBd  
•分解预览(Decomposition Preview)按钮提供用于FMM计算的结构数据的描述。 折射率由色标表示。 ?/YABY}L  
X['9;1Xr  
'=0}2sF>  
+W4}&S  
过渡点列表界面 v+LJx    
•另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。  GK/Po51  
•此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 HAjl[c  
•同样,平面界面用于将光栅材料或介质与其中一个基板分离。 )- W1Wtom  
Et3I(X3  
Db"mq'vT  
过渡点列表参数 F*P0=DD  
•过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 l~E~!MR  
•上限(Upper Limit)必须设置为大于所需光栅周期一半的值,但在周期性结构的情况下自动设置。 o*Qa*<n  
gGM fy]]R  
<>6j>w_|  
CM?:\$ 4  
•必须在周期化(Periodization)选项卡中设置此界面的周期。 c'2/C5  
•此处,可以定义x方向和y方向的周期。 _v&fIo  
•在这种情况下,可以忽略内部和外部定义区域的设置,因为接口的扩展已经被周期性边界条件截断。 nL 5tHz:e  
uG\~Hxqw7O  
PCl5,]B}  
>[ B.y  
高级选项及信息 ny{C,1QG  
•同样,可以在高级设置选项卡页面上调整和研究分解结构的数据。 6 \8d6x>  
) lUS'I  
(H_dZL  
[NSslVr  
正弦光栅界面 [[|#}D:L  
•另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 -,")GA+[7  
•此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 yz68g?"  
•如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: 2iNLm6"  
- 脊的材料:基板的材料 {JfQQP&FV  
- 凹槽材料:光栅前面的材料 [oh06_rB  
-m@c{&r  
e)uC  
R&|.Lvmc/  
正弦光栅界面参数 D;YfQQr  
- 正弦光栅界面也由以下参数定义: m]jA(  
•光栅周期 |mt W)  
•调制深度 V&f*+!!2  
- 可以选择设置横向移位和旋转。 `Na()r$T  
- 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。 YNBM\Q  
T ipH}  
;g0s1nz  
S# ]] h/  
高级选项和信息 ^$Y9.IH"  
•同样,可以在高级设置选项卡中调整和研究分解结构的数据。 xJ3C^b%H  
jC&fnt,O  
r<0E[ ~  
J2qsZ  
高级选项及信息 &>qUT]w  
•如果增加层数(例如,增加2倍),则离散化变得光滑。 .,u>WIUxj  
m]?Z_*1  
IRbyW?/Xv  
锯齿光栅界面 h@`Rk   
•另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 }{F)Ren  
•此界面允许配置闪耀结构的光栅。 OG}890$n  
•如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: h8(#\E  
- 脊的材料:基板的材料 Ovt]3`U9J  
- 凹槽材料:光栅前面的材料 PtkMzhX  
WRZpu95v  
Kxr{Nx  
P8m0]T.&x  
锯齿光栅界面参数 +,spC`M6h  
•锯齿光栅界面也由以下参数定义: c~U0&V_`j  
- 光栅周期 w>2lG3H<  
- 调制深度  J#` 7!  
•此外,闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 k^}[+IFJ  
•可以选择设置横向移位和旋转。  /!ElAL  
•由于这是光栅界面(类似矩形和正弦型),因此不必选择周期。 nWsRa uY  
<PSz`)SN  
L$=R/l  
NAo.79   
高级选项和信息 N[ = I  
•同样,可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 8fqabR  
+nR("Il  
探测器位置的注释 jnqp" Ult>  
关于探测器位置的注释 !EIH"`>!  
•在VirtualLab中,探测器默认位于基板后面的空气中。 <pk*z9   
•如果光栅包含在复杂的光学装置中,则必须这样做。 [6TI_U~  
•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。 ^X&`YXjuN  
•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)。 6Y2,fW8i,  
•可以避免这些干涉效应的不良影响。 | +;ZC y  
21OfTV-+3  
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