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摘要 OljUK,I] Pon 2!$ 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。 C,hs!v6 K_bF)6"
k/=J<?h0 1Z6<W~,1OM 本用例展示了...... NZ/gp"D? •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构,例如:
1Wtr_A - 矩形光栅界面 t8\F7F P - 过渡点列表界面 n'v[[bmu - 锯齿光栅界面 a[]=*(AZI - 正弦光栅界面 GN?^7kI •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 di>"\On- !
pR&&uG 光栅工具箱初始化 ZwB<
{? •初始化 r#JE7uneT - 开始
ZK1d3 光栅 EA|*|o4) 通用光栅光路图 2HoTj| •注意:使用特殊类型的光栅,例如: 矩形形状, 9TBkVbqV 可直接选择特定的光路图。 q6f+tdg= ?<]BLkx
_,"T;i w<<>XIL 光栅结构设置 v{$X2z_$w •首先,必须定义基板(基块“Base Block”)的厚度和材料。 oS0l Tf\
EeG7 %S
5( •在VirtualLab中,光栅结构在所谓的堆栈(stack)中定义。 QxH%4 )? •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 E'j>[C:U rE;*MqYt&
_?M34&.X NE,2jeZQ . •例如,选择第一个界面上的堆栈。 9cp-Rw<tI m.pB]yq& 堆栈编辑器 KPSFy< •在堆栈编辑器(Stack Editor)中,可以从目录中添加或插入界面。 UBzX%: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。 J:Ea|tXK^ ? [l[y$9
\ ,ARYwd ^[,Q2MHCT( 矩形光栅界面 }pdn-# NQz*P.q •一种可能的界面是矩形光栅界面。 F&%@p& •此类界面适用于简单二元结构的配置。 <qT[ •在此示例中,由银制成的光栅位于玻璃基板上。 1PpZ*YK3z •为此,增加了一个平面界面,以便将光栅结构与基块分开。 z0+LD •在堆栈编辑器的视图中,根据折射率(黑暗表示更高),其他颜色表示不同的材料。 U>w#`Sy[ #<s6L"Z-
~7+7{9g Xyy;BO: 矩形光栅界面 HC(Vu •请注意:界面的顺序始终从基板表面开始计算。 >lQ@" U •所选界面在视图中以红色突出显示。 r&oR|-2hRk
OB`(,m# •此外,此处无法定义光栅前方的介质(指最后一个接界面后面的介质)。 它自动取自光栅元件前面的材料。 bc=,$ •可以在光路编辑器(Light Path Editor)中更改此材质。 WHeyE3}p h/ 5|3 •堆栈周期(Stack Period)允许控制整个配置的周期。 nNz1gV:0X •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 ^MIF+/bQ •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。 [~*5uSG 0gO_dyB w=:o//~6j WfpQ
J9eOBom8e< J!Er%QUR 矩形光栅界面参数 1/+d@s#t •矩形光栅界面由以下参数定义 VK*Dm:G0 - 狭缝宽度(绝对或相对) d-c<dS+R - 光栅周期 IR;l{q&` - 调制深度 :B{Wf 2<z •可以选择设置横向移位和旋转。 (StX1g' :No`+X[Kq
`ppyCUX M.fAFL
高级选项和信息 X)oxNxZ[A •在传播菜单中,有几个高级选项可用。 &H8wYs •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 ,1/O2aQ%\0 •可以设置总级次数或衰逝波级次数 '&hz*yk (evanescent orders)。 #lAC:>s3U •如果考虑金属光栅,这项功能非常实用。 |j$r@ •相反,在介质光栅的情况下,默认设置就足够了。 "Vh3hnS~ GsIVx! J,4,#2M8
hr$Wt?B •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 3LGX ^J<f •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。 Drm#z05i[g •此外,有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 ezimQ •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!r^87 Vu.VH([b]Q O6*2oUKqK M[ {O%! 过渡点列表界面 "DaE(S& •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 @k=UB&?I •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 lXtsnQOOK •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。 V>Dqw! H9;0$Y(e- mtU{d^B 过渡点列表参数 Z8C~o)n9 •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 <W]
RyEg` •上限(Upper Limit)必须设置为大于所需光栅周期一半的值,但在周期性结构的情况下自动设置。 4)"S/u E7' 8[b_E5!V [Ef6@ •必须在周期化(Periodization)选项卡中设置此界面的周期。 rn^cajO^ •此处,可以定义x方向和y方向的周期。 [ Y+Ta, •在这种情况下,可以忽略内部和外部定义区域的设置,因为接口的扩展已经被周期性边界条件截断。 |I[/Fl: d|#&j."
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N Qb%o%z?hee 高级选项及信息 s\+|
ql •同样,可以在高级设置选项卡页面上调整和研究分解结构的数据。 (}g4}A@x Ez8k.]q u
kEgpF{"%n @E 8P>kq 正弦光栅界面 :V3z`}Rl •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 Ff{,zfN+3 •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 *\.8*6*$! •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: xKR\w!+Z' - 脊的材料:基板的材料 AH{#RD - 凹槽材料:光栅前面的材料 '-U&S "uli~ {IU g,9&@g/ ">._&8KkE0 正弦光栅界面参数 q9:g - 正弦光栅界面也由以下参数定义: X=+|(A,BdY •光栅周期 80zpRU" •调制深度 @(bg# - 可以选择设置横向移位和旋转。 aFaioE#h( - 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。 ({ O~O5k 7fI2b,~ TZ63=m }*
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3 高级选项和信息 5cGQ `l •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。 ?K+q~DzNSD ;j.-6#n
!&xci})7a zauDwV= 高级选项及信息 MyZVx|7E •如果增加层数(例如,增加2倍),则离散化变得光滑。 |
C^.[) $xT9e (dfC}x(3h 锯齿光栅界面 iC3C~?,7 •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 JK`$/l|7 •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 &wAVO_s •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: Q 0G5<:wc - 脊的材料:基板的材料 2eHVl.C5 - 凹槽材料:光栅前面的材料 @DIEENiM GE`1j'^-
CT5s`v!s /oW]? 9 锯齿光栅界面参数 iciKjXJ: •锯齿光栅界面也由以下参数定义: w3ATsIw - 光栅周期 U?an\rv - 调制深度 4(*PM&'R •此外,闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 |p!($ •可以选择设置横向移位和旋转。 x3g4 r_ •由于这是光栅界面(类似矩形和正弦型),因此不必选择周期。 Vpne-PW IMr#5 .%y'q!? HMC-^4\%[ 高级选项和信息 jQxhR •同样,可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 L2+cVR =\_gT=tZ 探测器位置的注释 K-~g IlbQ` 关于探测器位置的注释 Y0.'u{J* •在VirtualLab中,探测器默认位于基板后面的空气中。 ~Th,<w*o •如果光栅包含在复杂的光学装置中,则必须这样做。 J$sBfOD •但是,完美的平面和平行基板可能会产生一些干涉效应,而实际情况并非如此。 ~|9VVeE •因此,为了计算光栅效率,应将探测器设置在基板材料内(同样适用于大多数光栅评估软件)。 I 1n,c d[ •可以避免这些干涉效应的不良影响。 V y$*v 6_<~]W& od{\z 文件信息 ,#FP]$FK PxgJ7d
5@%.wb4 T\n6^@.> r88De=* QQ:2987619807 1cv~_jFh
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