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摘要 E^z\b * 2JNO@ 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。 B@Acm 1oq5|2p
bjvpYZC\5 7p'L(dq 本用例展示了...... -F.A1{l[. •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构,例如: [jb3lO$Xa - 矩形光栅界面 Wy{xTLXk2 - 过渡点列表界面 0F$;]zg - 锯齿光栅界面 8zv=@`4@G - 正弦光栅界面 cNX,% •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 Ve,h]/G >\=~2>FCD 光栅工具箱初始化 !;'#fxW[ •初始化 =WFn+#&^ - 开始 q3a`Y)aVB 光栅 HAa2q= 通用光栅光路图 _&!%yW@ •注意:使用特殊类型的光栅,例如: 矩形形状, 6[g~p< 8n} 可直接选择特定的光路图。 6% +s` ts
BPQ 8Ne
\LX!n!@ N|cWTbi 光栅结构设置 ^B[%|{cO •首先,必须定义基板(基块“Base Block”)的厚度和材料。 {k.Dy92
2
MFGKz O •在VirtualLab中,光栅结构在所谓的堆栈(stack)中定义。 M>H4bU( •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 ?M'_L']N[ ~ KNdV
)aY^k|I 2,.%]U •例如,选择第一个界面上的堆栈。 a%f?OsY '_)NI 堆栈编辑器 {=]1]IWt •在堆栈编辑器(Stack Editor)中,可以从目录中添加或插入界面。 8SmtEV[b3 •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。 =/xTUI4 Y@WCp
4j9 %si5cc? 矩形光栅界面 >XzP'h B{IYVviiP •一种可能的界面是矩形光栅界面。 1o5DQ'~n •此类界面适用于简单二元结构的配置。 CS[[TzC=5 •在此示例中,由银制成的光栅位于玻璃基板上。 2K/+6t} •为此,增加了一个平面界面,以便将光栅结构与基块分开。 Yv0;U Kd •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。 q0Rd^c .eQIU$Kw!O
yl63VX8w} CRs gR) 矩形光栅界面 &mebpEHUG7 •请注意:界面的顺序始终从基板表面开始计算。 Op] L#<&T •所选界面在视图中以红色突出显示。 ni @Mqb
q7id?F}3& •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。 mG,%f"b0 •可以在光路编辑器(Light Path Editor)中更改此材质。 bJ8~/d]+ @D.]PZf •堆栈周期(Stack Period)允许控制整个配置的周期。 MZ_+doN •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 [E_+fT •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。 qK
,mG{ k&\YfE3* d\nBc6 IbRy~
%,9iY&;U" U'iL|JRF 矩形光栅界面参数 1c=Roiq •矩形光栅界面由以下参数定义 ,6[}qw)* - 狭缝宽度(绝对或相对) T7W*S-IW - 光栅周期 h-VpX6 - 调制深度 )r
O`K •可以选择设置横向移位和旋转。 nU"V@_?\ dvUBuY^[
1\d$2N" ?
C2 bA5M 高级选项和信息 WWF#&)ti •在传播菜单中,有几个高级选项可用。 "4FL<6 •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 k
fx<T •可以设置总级次数或衰逝波级次数 LkFXUt ? (evanescent orders)。 ;S+c<MSl •如果考虑金属光栅,这项功能非常实用。 {aq\sf;i{ •相反,在介质光栅的情况下,默认设置就足够了。 dG{`Jk w $7J)ngA9 LX.1]T*m` $;*YdZ`q •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 qx5X2@-;: •层分解(Layer Decomposition)和过渡点分解(Transition Point Decomposition)设置可用于调整结构的离散化。 默认设置适用于几乎所有光栅结构。 r;w_B%9 •此外,有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 qR < •分解预览(Decomposition Preview)按钮提供用于FMM计算的结构数据的描述。 折射率由色标表示。 <p(&8P 5=Bj?xb$' *qg9~/ xM%E; 过渡点列表界面 &)Z8Qu •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 k>{i_`* •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 q{f%U. •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。 >
3JU uqZLlP# -mZo` 过渡点列表参数 TMG:fg&E~ •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 u0$7k9mE •上限(Upper Limit)必须设置为大于所需光栅周期一半的值,但在周期性结构的情况下自动设置。 .]Z M2 (?R ZP?k |sEH 6f=/vRAh$ •必须在周期化(Periodization)选项卡中设置此界面的周期。 8BNsh[+ •此处,可以定义x方向和y方向的周期。 ?9X#{p>q •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。 xpyb&A %R;cXs4r
<E@7CG.= P0Na<)\'Y! 高级选项及信息 CV4V_G •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。 L5yxaF{] 1s\10 hK1c
1:7>Em<s |]A{8BBC 正弦光栅界面 }p t5. 'l •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 w0SzK-& •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 LO.4sO •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: =[{Pw8[' - 脊的材料:基板的材料 i*_KHK - 凹槽材料:光栅前面的材料 0&/1{Dk*n T<54qe4`p -f9M*7O<gf 46_<v=YSJ 正弦光栅界面参数 (%#d._j>fZ - 正弦光栅界面也由以下参数定义: -|[_j$g •光栅周期 yN3Tk}{V •调制深度 (6+6]`c$ - 可以选择设置横向移位和旋转。 Pms3X - 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。 v/+ dx/ ?%Y?z]L# q'(WIv@ HC{|D>x. 高级选项和信息 A</[Q>8 •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。 8.pz?{**T +8^9:w0}
Sa,N1r pDkT_6Q 高级选项及信息 XOqpys •如果增加层数(例如,增加2倍),则离散化变得光滑。 ,;+\!'lS $+Pv
fQ #0`"gR#+ 锯齿光栅界面 1.,mNY^UN •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 Ysr{1! K •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 e_1mO 5z •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: ]3={o3[: - 脊的材料:基板的材料 M8[YW|VkP - 凹槽材料:光栅前面的材料 "[[fQpe4@ @0
-B&w
C9=f=sGL e<9nt [ 锯齿光栅界面参数 'R,d?ikY •锯齿光栅界面也由以下参数定义: #eUfwd6.Y - 光栅周期 yQi|^X~?$ - 调制深度 ?>%u[g •此外,闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 22BJOh
•可以选择设置横向移位和旋转。 }2NH>qvY •由于这是光栅界面(类似矩形和正弦型),因此不必选择周期。 _5`M( ;hL2 :W1,s53 G0Wd"AV+ >`{i[60r 高级选项和信息 y5Pw*?kn •同样,可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 5ef&Ih.3 =k$d8g
ez 探测器位置的注释 pRU6jV 6e) 关于探测器位置的注释 4|2$b:t •在VirtualLab中,探测器默认位于基板后面的空气中。 Q}=RG//0* •如果光栅包含在复杂的光学装置中,则必须这样做。 ~HYP:6f •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。 Q?"[zX1 •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)。 8PEOi •可以避免这些干涉效应的不良影响。 b]JN23IS2 %I.{umU 8^R>y 文件信息 L}21[ N~ky VuPET
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W^Rb~b^? QQ:2987619807 YAPD7hA
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