[分享]使用界面配置光栅结构 [复制链接]

摘要 %h%r6EB1F  
5<w0*~Zd~  
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。 wq]nz!  
<6apv(2a  
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`bC_J,>_  
本用例展示了...... g1J]z<&  
•如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构，例如： "Pys3=h  
- 矩形光栅界面 w-nkf M~  
- 过渡点列表界面 V,M8RYOnC!  
- 锯齿光栅界面 \+Cp<Hv+  
- 正弦光栅界面 kD;BwU[  
•如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 <I|ryPU9{X  
;8b f5  
光栅工具箱初始化 @/7Rp8Fr  
•初始化 2C8M1^0:Z  
-  开始 etDB|(,z  
光栅 lp]O8^][&  
通用光栅光路图 [D?E\Nkk  
•注意：使用特殊类型的光栅，例如： 矩形形状， d~_OWCg`  
可直接选择特定的光路图。 (?3(=+t  
O>>8%=5Q  
@LmUCP~  
Je*gMq:D  
光栅结构设置 AP\E  
•首先，必须定义基板（基块“Base Block”）的厚度和材料。 ,#m\W8j  
FJ[(dGKeE  
•在VirtualLab中，光栅结构在所谓的堆栈（stack）中定义。 ;}PL/L$L6;  
•堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 A
6Qi^TI  
~.Gk:M  
I'j?
T.  
&S{F"z  
•例如，选择第一个界面上的堆栈。 u/zfx;K  
cP Y^Bf5)  
堆栈编辑器 0jyokER  
•在堆栈编辑器(Stack Editor)中，可以从目录中添加或插入界面。 :`|,a(  
•VirtualLab的目录提供了几种类型的界面。 所有界面都可以用来定义光栅。 !`WuLhB`  
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)2A4vU-IR.  
a"zoDD/  
矩形光栅界面 I
l642#Gh  
A4^+p0@  
•一种可能的界面是矩形光栅界面。 OwEz(pj@  
•此类界面适用于简单二元结构的配置。 g,;MV7yE  
•在此示例中，由银制成的光栅位于玻璃基板上。 DjKjEZHgM  
•为此，增加了一个平面界面，以便将光栅结构与基块分开。 Cr` 0C  
•在堆栈编辑器的视图中，根据折射率（黑暗表示更高），其他颜色表示不同的材料。 |bk*Lgkzw  
76m[o  
u%pief  
GxkG$B  
矩形光栅界面 /F_ :@#H  
•请注意：界面的顺序始终从基板表面开始计算。 2 zy^(%a  
•所选界面在视图中以红色突出显示。  UyQn onS  
-:,h8JyMP  
•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。 )>fi={!=c  
•可以在光路编辑器（Light Path Editor）中更改此材质。 "|.(yN  
8VZ-`?p  
•堆栈周期（Stack Period）允许控制整个配置的周期。 pV7Gh`<y  
•此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 \p$0  
•如果是简单的光栅结构，建议选择“取决于界面周期”（Dependent from Period of Interface）选项，并选择适当的周期性界面索引。 }$-VI\96  
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矩形光栅界面参数 {<kG{i/  
•矩形光栅界面由以下参数定义 ju]]|  
- 狭缝宽度（绝对或相对） q3F5\6aN  
- 光栅周期 T Rw6$CR  
- 调制深度 spJ(1F{|V  
•可以选择设置横向移位和旋转。 X}(0y  
E0Q"qEvU  
8(>.^667  
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高级选项和信息 %z~U@Mka  
•在传播菜单中，有几个高级选项可用。 M N#C2 qz  
•传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 |lxy< C4V  
•可以设置总级次数或衰逝波级次数 iwQ-(GjM[A  
（evanescent orders）。 A+I&.\QAR  
•如果考虑金属光栅，这项功能非常实用。 /\rq$W_  
•相反，在介质光栅的情况下，默认设置就足够了。 |A0$XU{  
pFTlhj)1  
Jv<$AI  
d&uTiH?0  
•高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 \oX8/-0f  
•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。 xn@0pL3B~  
•此外，有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 _I_?k+#WFe  
•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。 ~AanU1U<  
PgLS\_B  
;#s}b1  
Ia`JIc^e  
过渡点列表界面 3g[j%`k  
•另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 N4mJU'_{  
•此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 .l+~)$  
•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。 l(#ke  
dAr)%RZ
 
@f{_=~+  
过渡点列表参数 PKR $I  
•过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 u:$x6/t  
•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。 ~sIGI?5f  
pp]_/46nN  
eh:}X}c=J]  
MJ*]fC3/  
•必须在周期化（Periodization）选项卡中设置此界面的周期。 qC1U&b#MVx  
•此处，可以定义x方向和y方向的周期。 M6
]0Y@@>  
•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。 l>D-
Aan  

TcD[Teu  
=r@gJw:B  
T+WZE  
高级选项及信息 :,NFFN  
•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。 8nIMZV  
=0h|yjnL/  
K)/!&{7n}a  
C[xJU6z  
正弦光栅界面 7k[pvd|L  
•另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 NTm<6Is`  
•此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 ]eYd8s+  
•如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： ZU-4})7uSB  
- 脊的材料：基板的材料 "($Lx  
- 凹槽材料：光栅前面的材料 5[,+\  
Cs:+93w  
jq57C}X}2  
-(\1r2 Y  
正弦光栅界面参数 -RG8<bI,  
- 正弦光栅界面也由以下参数定义： ]By0Xifew  
•光栅周期 ?}'N_n
ys  
•调制深度 ]}z'X!v_@  
- 可以选择设置横向移位和旋转。 , Aq9fyC%  
- 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。 {I0w`xe  
J| SwQE~  
tJ=3'?T_k  
MV:W@)rg  
高级选项和信息 X=v~^8M7%  
•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。 <7=&DpjI7F  
q*\NRq  
tNK^z7Dm  
pw@`}cM=  
高级选项及信息 m</]D WJ  
•如果增加层数（例如，增加2倍），则离散化变得光滑。 XZ.7c{B<  
60"5?=D  
?4^};wDb2  
锯齿光栅界面 vR7ctav  
•另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 }N?g|  
•此界面允许配置闪耀结构的光栅。 swttp`  
•如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： i8K_vo2Z)  
- 脊的材料：基板的材料 Qh*)pt]n  
- 凹槽材料：光栅前面的材料 BU`ckK
\(  
OY:u',T  
G\R*#4cF  
IXn
b]q.  
锯齿光栅界面参数 yq?]V7~  
•锯齿光栅界面也由以下参数定义： z) :ka"e  
- 光栅周期 IroPx#s:i  
- 调制深度 Pb#P`L7OB  
•此外，闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 yO00I`5  
•可以选择设置横向移位和旋转。 D&/I1=\(  
•由于这是光栅界面（类似矩形和正弦型），因此不必选择周期。 Xh?4mKgu  
~(P&g7u  
K*1.'9/  
gljo;f:  
高级选项和信息 `{[RjM`  
•同样，可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 |d[5l^6  
ZWS2q4/S  
探测器位置的注释 onwjn+"&  
关于探测器位置的注释 (-,>qMQs  
•在VirtualLab中，探测器默认位于基板后面的空气中。 ,[* ;U
R  
•如果光栅包含在复杂的光学装置中，则必须这样做。 QOH<]~3J  
•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。 c+g@Z"es  
•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）。 b5<okICD  
•可以避免这些干涉效应的不良影响。 <.bRf  
kJT+  
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文件信息 | &7S8Q  
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QQ：2987619807 aJzLrX