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infotek 2026-01-12 08:09

使用界面配置光栅结构

摘要 x ok8  
%ZF47P%6  
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。 48vKUAzx`  
V*5 ~A [r  
`qnSq(tNq  
XZde}zUWn  
本用例展示了...... h)fJ2]JW8W  
•如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构,例如: }K1v=k  
- 矩形光栅界面 T}d% XMXq  
- 过渡点列表界面 Y> ElE-  
- 锯齿光栅界面 [vh&o-6  
- 正弦光栅界面 _; /onM   
•如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 >Vc;s !R  
8MqKS}\H  
光栅工具箱初始化 D@A@5pvS  
•初始化 mj:X'BVA  
-  开始 -X BD WV  
光栅 gg $/  
通用光栅光路图 $L%gQkz_  
•注意:使用特殊类型的光栅,例如: 矩形形状, P7np -I*  
可直接选择特定的光路图。 =kFZ2/P2t(  
NrA?^F  
ZmU7tK  
m%au* 0p  
光栅结构设置 :j feY  
•首先,必须定义基板(基块“Base Block”)的厚度和材料。 K,_d/(T4  
EAafi <n  
•在VirtualLab中,光栅结构在所谓的堆栈(stack)中定义。 J:WO %P=Q  
•堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 n1n->l*HGP  
|:)UNb?R"O  
-=5]B ;  
H{qQ8 j)  
•例如,选择第一个界面上的堆栈。 x[L/d"Wf  
)vWI{Q]r  
堆栈编辑器 En-BT0o  
•在堆栈编辑器(Stack Editor)中,可以从目录中添加或插入界面。 kD1[6cJ!=.  
•VirtualLab的目录提供了几种类型的界面。 所有界面都可以用来定义光栅。 <uq#smY  
f4{O~?=  
X|]&K  
+'aG&^k4  
矩形光栅界面 X'[93 C|K  
&IYSoA"Nz  
•一种可能的界面是矩形光栅界面。 o}QtKf)W  
•此类界面适用于简单二元结构的配置。 Ujb7uho  
•在此示例中,由银制成的光栅位于玻璃基板上。 o& -c5X4  
•为此,增加了一个平面界面,以便将光栅结构与基块分开。 A_nu:K-  
•在堆栈编辑器的视图中,根据折射率(黑暗表示更高),其他颜色表示不同的材料。 8/4i7oOC  
3hUU$|^4gm  
9qe<bds1  
Vm6 0aXm_  
矩形光栅界面 oW7\T !f  
•请注意:界面的顺序始终从基板表面开始计算。 2g'o5B\ *  
•所选界面在视图中以红色突出显示。 Zq[aC0%+  
*Y"j 0Yob  
•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。 #\DKU@|h  
•可以在光路编辑器(Light Path Editor)中更改此材质。 v fnVN@ 5  
#ArMX3^+w7  
•堆栈周期(Stack Period)允许控制整个配置的周期。 Fh[Gq  
•此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 EGD&/%aC  
•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。 [*i6?5}-  
r*Iu6  
q,ur[ &<  
DMeP9D  
\9FWH}|  
svT1b'=\$I  
矩形光栅界面参数 hlIh(\JZ4s  
•矩形光栅界面由以下参数定义 XHX$Ur9  
- 狭缝宽度(绝对或相对) f3bZ*G%f  
- 光栅周期 @ckOLtxE>  
- 调制深度 >o45vB4o  
•可以选择设置横向移位和旋转。 6B pm+}  
i7 *cpNPO  
7"|j.Yq$H{  
R\VM6>SN'S  
高级选项和信息 dF (m!P/R  
•在传播菜单中,有几个高级选项可用。 ]Sl]G6#Iwv  
•传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 v8PH(d2{@  
•可以设置总级次数或衰逝波级次数 >R&=mo~  
(evanescent orders)。 V( /=0H/ F  
•如果考虑金属光栅,这项功能非常实用。 P. V #  
•相反,在介质光栅的情况下,默认设置就足够了。 =5 zx]N1r  
PNn- @=%  
Q|3SYJf  
 fa=OeuI  
•高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 0SJ7QRo|K  
•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。 "@h 5 SF  
•此外,有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 \Gzo^w  
•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。 gp?|UMA9 .  
fBZ\,  
@1p ,  
P#8 ]m(  
过渡点列表界面 JsA9Xdk`  
•另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 vWM'}(  
•此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 hhZU E]  
•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。 tWo MUp  
02_37!\  
x>E**a?!L  
过渡点列表参数 1zz.`.R2U  
•过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 g;M\4o  
•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。 ~582'-=+  
Qey6E9eCA  
wd=xs7Dz<p  
#9Fe,  
•必须在周期化(Periodization)选项卡中设置此界面的周期。 [;]@PKW?w  
•此处,可以定义x方向和y方向的周期。 ;~Em,M"o  
•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。 GA8cA)]zOD  
<;?&<qMo,P  
FyZiiH4|  
=XT'D@q~W  
高级选项及信息 o`@B*, @  
•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。 o4Bl!7U  
gUrb&#\X  
7%(|)3"V  
]:Q7Gys  
正弦光栅界面 O>![IH(L  
•另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 CwV1~@{-  
•此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 SwDUg}M~  
•如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: >VAZ^kgi  
- 脊的材料:基板的材料 9t$%Tc#Z  
- 凹槽材料:光栅前面的材料 .%@=,+nqz  
z~g7O4#  
$LPu_FJ  
E"[^^<I  
正弦光栅界面参数 _n3Jf<Y  
- 正弦光栅界面也由以下参数定义: N1V qK  
•光栅周期 ;5*)kX  
•调制深度 Wu 71q=  
- 可以选择设置横向移位和旋转。 VH{SE7  
- 由于这是光栅界面(类似于矩形和锯齿借口),因此不必选择周期。 W biUz2)  
lB\ "*K;  
(VPT% l6  
O ).1>  
高级选项和信息 RfT#kh/5  
•同样,可以在高级设置选项卡中调整和研究分解结构的数据。 vWJhSpC[  
zr0_SCh;2  
#"M 'Cs  
Q7y6</4f  
高级选项及信息 cVZCBcKC?  
•如果增加层数(例如,增加2倍),则离散化变得光滑。 u+]v. Mt  
`9Qr kkG+  
l|-TGjsX  
锯齿光栅界面 t9&z|?Vz  
•另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 k3m|I*_\L  
•此界面允许配置闪耀结构的光栅。 `p&ko$i2  
•如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: -5NP@  
- 脊的材料:基板的材料 [@}{sH(#Ta  
- 凹槽材料:光栅前面的材料 JH~ve  
.P=uR8  
&DX9m4,y  
*JG?^G"l  
锯齿光栅界面参数 9Byk/&$U  
•锯齿光栅界面也由以下参数定义: xDBEs*  
- 光栅周期 IbpE@C  
- 调制深度 1Tn!.E *  
•此外,闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 1K'0ajl1A  
•可以选择设置横向移位和旋转。 DA oOs}D  
•由于这是光栅界面(类似矩形和正弦型),因此不必选择周期。 VI%879Z\e  
h2 Ifq!(:  
s,^?|Eo;0  
`h M:U  
高级选项和信息 k=[!{I  
•同样,可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 "F+ 9xf&r  
8w|j Z@  
探测器位置的注释 NDB]8C  
关于探测器位置的注释 z9$x9u  
•在VirtualLab中,探测器默认位于基板后面的空气中。 }>xgzhdT  
•如果光栅包含在复杂的光学装置中,则必须这样做。 $ 8w eh3p  
•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。 +1p>:cih  
•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)。 J+&AtGq]u  
•可以避免这些干涉效应的不良影响。 -p>KFHj6  
QEM")(  
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