[推荐]使用界面配置光栅结构 [复制链接]

摘要 8|zOgn{  
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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。 <_#2+7Qs  
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Qxk& J  
# 1dg%  
本用例展示了...... =[LorvX+  
•如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构，例如： fH$#vRcq  
- 矩形光栅界面 _*MK"  
- 过渡点列表界面 8:>V'j  
- 锯齿光栅界面 v*%52_
 
- 正弦光栅界面 W/AF  
•如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 </u=<^ire  
fP\q?X@]E  
光栅工具箱初始化 MpBdke$  
•初始化 %"eR0Lj+zq  
-  开始 i1!1'T8  
光栅
niKfat?  
通用光栅光路图 } !y5hv!_  
•注意：使用特殊类型的光栅，例如： 矩形形状， D <R_eK  
可直接选择特定的光路图。 )Yv=:+f  
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H2+b3y-1a]  
光栅结构设置 @`dlhz  
•首先，必须定义基板（基块“Base Block”）的厚度和材料。 }>d  
f 9Kt>2IN  
•在VirtualLab中，光栅结构在所谓的堆栈（stack）中定义。 eLnS1w2  
•堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 n,2   
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CS~_>bn  
-%@ah:iJ  
•例如，选择第一个界面上的堆栈。 ml<tH2Qx3C  
^ nI2<P  
堆栈编辑器 (zsv!U  
•在堆栈编辑器(Stack Editor)中，可以从目录中添加或插入界面。 ][ IOlR  
•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。
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D>-r `  
N9-7YQ`D  
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矩形光栅界面 P_w4 DU  
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WvD+  
•一种可能的界面是矩形光栅界面。 v"W*@7<`S  
•此类界面适用于简单二元结构的配置。 %1.F;-GdsW  
•在此示例中，由银制成的光栅位于玻璃基板上。 >36,lNt  
•为此，增加了一个平面界面，以便将光栅结构与基块分开。 <|jh3Hlp  
•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。 kD
MvTVd  
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y<E];ub  
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矩形光栅界面 _p*8ke  
•请注意：界面的顺序始终从基板表面开始计算。 Uq
$/Q7  
•所选界面在视图中以红色突出显示。 :C(/yg  
#Pp:H/b  
•此外，此处无法定义光栅前方的介质（指最后一个接界面后面的介质）。 它自动取自光栅元件前面的材料。 )Wr_*>xj  
•可以在光路编辑器（Light Path Editor）中更改此材质。 .Zv~a&GE  
?VmgM"'md  
•堆栈周期（Stack Period）允许控制整个配置的周期。 mXOI"B9Sq  
•此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 (8)9S6  
•如果是简单的光栅结构，建议选择“取决于界面周期”（Dependent from Period of Interface）选项，并选择适当的周期性界面索引。
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t4[q:[1  
%,_ZVgh0  
[Hx(a.,d  
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矩形光栅界面参数 ds9'k.  
•矩形光栅界面由以下参数定义 rR-[CT  
- 狭缝宽度（绝对或相对） 7I XWv-  
- 光栅周期 {tUe(  
- 调制深度 ld@+p  
•可以选择设置横向移位和旋转。 m^}|LB:5  
={sjoMW  
{pIh/0  
r)pt(*KHo  
高级选项和信息 jts0ZFHc-  
•在传播菜单中，有几个高级选项可用。 gV
fFEF.  
•传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 EXCE^Vw  
•可以设置总级次数或衰逝波级次数 A-T-4I  
（evanescent orders）。 N68$b#9Ry  
•如果考虑金属光栅，这项功能非常实用。 '-YiV  
•相反，在介质光栅的情况下，默认设置就足够了。 )|xu5.F  
J W@6m  
z7bJV/f  
9 A ?{}c  
•高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 5 ix*wu`,  
•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。 PJC(:R(j  
•此外，有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 LJ/He[r|[  
•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。 4k<o  
Op ar+|p\  
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M/=36{,w-  
过渡点列表界面 1"ZtE\{ "  
•另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 6+IhI?lI=  
•此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 ?f"5yQ-B  
•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。 w5HIR/kP  
YQG<Q  
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过渡点列表参数 MF4(  
•过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 "kyCY9)
%  
•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。 B-rE8\  
3y}E*QE  
Z)`)9]*  
Bdt6 w(`^  
•必须在周期化（Periodization）选项卡中设置此界面的周期。 x950,`zy  
•此处，可以定义x方向和y方向的周期。 t^~vi'bB  
•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。 <bzzbR[F  
wc;n= %  
4f[%Bb  
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高级选项及信息 aZ4EcQ@-$]  
•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。 e Wux  
W\~^*ny P6  
Ik0g(-d  
SV>tw
`2  
正弦光栅界面 5[ zN M  
•另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 ;t{q]"? W  
•此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 u1%URen[x  
•如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： -eG~  
- 脊的材料：基板的材料 kcCCa@~v  
- 凹槽材料：光栅前面的材料 Y~I<Locv  
7Bp7d/R-  

'E_~|C  
AEyvljv  
正弦光栅界面参数 c C3>Ff'  
- 正弦光栅界面也由以下参数定义： 53])@Mmus  
•光栅周期 'I]XX==_  
•调制深度 y/Xs+ {x  
- 可以选择设置横向移位和旋转。 AoS7B:T;!  
- 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。 e2O6q05 ?Q  
l{k_;i!D  
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h !^= c  
高级选项和信息 a `R%\@1  
•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。 R*[sO*h\k  
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S[Du >  
Za:j;u Y  
高级选项及信息 FH~:&;  
•如果增加层数（例如，增加2倍），则离散化变得光滑。 {~U3|_"[pX  
bF"l0 jS  
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锯齿光栅界面 5RP kAC  
•另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 9ddrtJ]  
•此界面允许配置闪耀结构的光栅。 p%Z:SZZ  
•如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： %j7b0pb  
- 脊的材料：基板的材料 q)k:pQ   
- 凹槽材料：光栅前面的材料 tk"+ u_uw  
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 R^  
FnO@\{M"A  
Hb)FeGsd).  
锯齿光栅界面参数 'UX.Q7W  
•锯齿光栅界面也由以下参数定义： OEW'bT)  
- 光栅周期 /WuYg OI  
- 调制深度 ']M/'CcM  
•此外，闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 :7v'[b  
•可以选择设置横向移位和旋转。 Met]|&  
•由于这是光栅界面（类似矩形和正弦型），因此不必选择周期。 23}` e  
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5;a*Xf%V  
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高级选项和信息 9wvlR6z;u  
•同样，可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 @aIgif+v  
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探测器位置的注释 aFnel8  
关于探测器位置的注释 t3;Zx+Br  
•在VirtualLab中，探测器默认位于基板后面的空气中。 =Hi@q "  
•如果光栅包含在复杂的光学装置中，则必须这样做。 4>KF`?%4  
•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。 `/8@Fj  
•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）。 *1)>He$qL  
•可以避免这些干涉效应的不良影响。 vF72#BNs  
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文件信息 Vj*-E  
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