[分享]使用界面配置光栅结构 [复制链接]

摘要 e!O:z  
$t42?Z=N&z  
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。 "Bbd[ZI8  
wg 6
 
&+F}$8,  
D,;6$Pvg^  
本用例展示了...... }h`ddo  
•如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构，例如： 23[XmBf  
- 矩形光栅界面 C*,PH!$k  
- 过渡点列表界面 7e`h,e=  
- 锯齿光栅界面 _'DZoOH|VE  
- 正弦光栅界面 @ Yzj  
•如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 Av^<_`L:  
YXjWk),  
光栅工具箱初始化 Z?tw#n[T  
•初始化 d7Devs k  
-  开始 ^B7C8YP
 
光栅 >qjV(_?F-  
通用光栅光路图 y5lhmbl: e  
•注意：使用特殊类型的光栅，例如： 矩形形状， :s'hXo  
可直接选择特定的光路图。 *f( e`3E  
?>o|H-R~5Z  
kv'gs+,e  
Cu+u'&U!  
光栅结构设置 #sp8 !8|y  
•首先，必须定义基板（基块“Base Block”）的厚度和材料。 9\D0mjn=l  
b_j8g{/9  
•在VirtualLab中，光栅结构在所谓的堆栈（stack）中定义。 |F^h>^ x  
•堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 AIa#t#8${  
n"c3C)  
-z$&lP]  
0I@Cx{$  
•例如，选择第一个界面上的堆栈。 JPfE`NZ  
ck4g=QpD{  
堆栈编辑器 O/2Jz  
•在堆栈编辑器(Stack Editor)中，可以从目录中添加或插入界面。 >On"BP# U  
•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。 [E/}-m6g  
^L;k  
v"a.%"oN8  
gR:21*&cz  
矩形光栅界面 oc3}L^aD  
3teanU`  
•一种可能的界面是矩形光栅界面。 =C.WM*='  
•此类界面适用于简单二元结构的配置。 a2N4Jg@  
•在此示例中，由银制成的光栅位于玻璃基板上。 <E.$4/T  
•为此，增加了一个平面界面，以便将光栅结构与基块分开。 !~~j&+hK\  
•在堆栈编辑器的视图中，根据折射率（黑暗表示更高），其他颜色表示不同的材料。 6$^dOJ_"  
lKF<]25  
<<[hZ$.  
<"XDIvpc%L  
矩形光栅界面 \4e6\6 +  
•请注意：界面的顺序始终从基板表面开始计算。 -P3;7_}]:h  
•所选界面在视图中以红色突出显示。 Tx'ctd#Y  
X}gnO83  
•此外，此处无法定义光栅前方的介质（指最后一个接界面后面的介质）。 它自动取自光栅元件前面的材料。 y3vm+tJc{  
•可以在光路编辑器（Light Path Editor）中更改此材质。 K'zG[[P  
Ho:X.Z9A^  
•堆栈周期（Stack Period）允许控制整个配置的周期。 Yi+~}YP.E(  
•此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 !p~K;p,  
•如果是简单的光栅结构，建议选择“取决于界面周期”（Dependent from Period of Interface）选项，并选择适当的周期性界面索引。 H;OPA8\n  
cWA$O*A  
M:Aik&  
W=k%aB?p  
/Aq):T T  
?hQ,'M2  
矩形光栅界面参数 h8MkfHH7{  
•矩形光栅界面由以下参数定义 TGJ\f  
- 狭缝宽度（绝对或相对） @.fyOyOC  
- 光栅周期 1#3 Qa{i  
- 调制深度 MYb^ILz H3  
•可以选择设置横向移位和旋转。 HBFuA.",  
mTW@E#)n  
sC .R.  
mrfc.{`[  
高级选项和信息 20t</lq.  
•在传播菜单中，有几个高级选项可用。 xf.2Ig  
•传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 UUt631  
•可以设置总级次数或衰逝波级次数 q|A-h'  
（evanescent orders）。 3[jk}2R';p  
•如果考虑金属光栅，这项功能非常实用。 cs%NsnZ  
•相反，在介质光栅的情况下，默认设置就足够了。 O<x53MN^  
*ppb4R;CW  
KrFV4J[  
XTZI!
 
•高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 [[[QBplJ  
•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。 (1vmtg.O  
•此外，有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 (qP !x 2j  
•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。 n>dM OQb  
d.7Xvx0Yww  
995^[c1o6  
2rw<]Ce  
过渡点列表界面 S %"7`xl  
•另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 3o'SY@'W  
•此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 ?ExfxR!~  
•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。 n]B)\D+V^  
\4SFD3$&  
bz~-uHC  
过渡点列表参数 QsmG(1=  
•过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 iDO~G($C  
•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。 y^C;?B<  
Mdh(Mp(w  
NRKAEf_#w  
FVsNOU  
•必须在周期化（Periodization）选项卡中设置此界面的周期。 B(MO!GNg=  
•此处，可以定义x方向和y方向的周期。 Dz&4za+{  
•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。  \~  
'FBvAk6  
)N-+,Ms  
`.dTkL
 
高级选项及信息 !qH=l-7A  
•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。 rr4yJ;qpeP  
)_EobE\  
$gZ|=(y&r  
mId{f  
正弦光栅界面 8IC((  
•另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 -o#0Yt}3  
•此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 tazBZ'\c  
•如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： #k=!>%+E  
- 脊的材料：基板的材料 0;TMwE  
- 凹槽材料：光栅前面的材料 U2ANu|  
6x@-<{L  
,XP9NHE  
N13 <!QQ  
正弦光栅界面参数 vfhip"1  
- 正弦光栅界面也由以下参数定义： RpLm'~N'  
•光栅周期 >[xQUf,p  
•调制深度 "_)   
- 可以选择设置横向移位和旋转。 }qz58]fyx  
- 由于这是光栅界面（类似于矩形和锯齿借口），因此不必选择周期。 4r(rWlM  
7<.f&1MgI  
WaMn
[/{  
dm$:xE":  
高级选项和信息 kd\yHI9A  
•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。 `hlyN]L  
uR"]w7=  
Q)a*bPz  
<{-DYRiN  
高级选项及信息 5o~Z>  
•如果增加层数（例如，增加2倍），则离散化变得光滑。 vJq`l3&  
"Pys3=h  
?qK:P  
锯齿光栅界面 q>omCk%h  
•另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 y6jTT%  
•此界面允许配置闪耀结构的光栅。 9J
]LV'f7  
•如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： Pq4sv`q)S  
- 脊的材料：基板的材料 _ve7Is`/  
- 凹槽材料：光栅前面的材料 ZRxB"a'  
;5=pBP.  
<I|ryPU9{X  
xUrfH$$!`  
锯齿光栅界面参数 b`:Eo+p  
•锯齿光栅界面也由以下参数定义： fCV
SVn"o  
- 光栅周期 E_yh9lk  
- 调制深度 d7G'
+B1  
•此外，闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 \|&5eeE@  
•可以选择设置横向移位和旋转。 Q'=!1^&  
•由于这是光栅界面（类似矩形和正弦型），因此不必选择周期。 E{Q^ZSV3B  
v^E5'M[A  
|n&6z  
?)PcYrV  
高级选项和信息 er<~dqZ}]  
•同样，可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 d~_OWCg`  
):[[Ch_  
探测器位置的注释 V?rI,'F>N  
关于探测器位置的注释 <n`|zQ  
•在VirtualLab中，探测器默认位于基板后面的空气中。 \m.{^Xd~  
•如果光栅包含在复杂的光学装置中，则必须这样做。 qzyQ2a_p  
•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。 E|fPI u  
•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）。 PHOW,8)dZh  
•可以避免这些干涉效应的不良影响。 <St`"H  
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文件信息 7vWB=r>5@  
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QQ：2987619807 9(I4x]`