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摘要 #=X)Jx~ l\K% 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。 6!4';2Q >}-~rZ
\w{@u)h WuBmdjZ 本用例展示了...... 9k+N3vA •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构,例如: Na\3.:]z - 矩形光栅界面 ]XmQ]Yit - 过渡点列表界面 gb.f%rlZ` - 锯齿光栅界面 hNH.G(l0 - 正弦光栅界面 XxmJP5 •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 nVz5V%a!\q 5gO /-Zj 光栅工具箱初始化 JzHqNUn*M •初始化 I)[`ZVAXR - 开始 A{4Dzm ! 光栅 ~RcNZ\2y 通用光栅光路图 MB1sQReOO •注意:使用特殊类型的光栅,例如: 矩形形状, C>AcK#-x,{ 可直接选择特定的光路图。 A|2 <A
! 4BHtR017r
j%#?m2J} uQ{=o]sy 光栅结构设置 0LS-i% 0 •首先,必须定义基板(基块“Base Block”)的厚度和材料。 q_-ma_F#s
f_oq1 W)9 •在VirtualLab中,光栅结构在所谓的堆栈(stack)中定义。 ||R0U@F, •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 @/9>=#4c U$A/bEhw
|a%B|CX I!61 K •例如,选择第一个界面上的堆栈。 ,oBlJvm OWqrD@ 堆栈编辑器 B,4q>KQA •在堆栈编辑器(Stack Editor)中,可以从目录中添加或插入界面。 5(423"(y •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。 z9^c]U U)E $+7 ci~gs
D`en%Lf!m f(!E!\&n^ 矩形光栅界面 p Z"o@';! a|U}Ammr •一种可能的界面是矩形光栅界面。 y7>iz6N •此类界面适用于简单二元结构的配置。 3Hs$]nQ_X •在此示例中,由银制成的光栅位于玻璃基板上。 l`DtiJ?$$0 •为此,增加了一个平面界面,以便将光栅结构与基块分开。 /CH(!\bQ •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。 oE$hqd s UIQQ\,3
+a #lofhv ooY\t + 矩形光栅界面 tzPC/? •请注意:界面的顺序始终从基板表面开始计算。 Rl1$?l6Rf •所选界面在视图中以红色突出显示。 e$HQuA~Q;
4b]_
#7Qm •此外,此处无法定义光栅前方的介质(指最后一个接界面后面的介质)。 它自动取自光栅元件前面的材料。 JfbKf~g •可以在光路编辑器(Light Path Editor)中更改此材质。 `N$!s7M k'g$2 •堆栈周期(Stack Period)允许控制整个配置的周期。 ?<!
nm&~ •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 "@4ghot t •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。 u %'y_C3 _$8{;1$T? J,RDTXqn l^ARW
E
vm|!{5l:=y Vd21,~^>g 矩形光栅界面参数 cs
t&0 •矩形光栅界面由以下参数定义 pL! a - 狭缝宽度(绝对或相对) mGO>""<: - 光栅周期 ALfiR(! - 调制深度 MA$Xv`6I\ •可以选择设置横向移位和旋转。 "NKf0F @7fm1b
Rnr#$C% p!}ZdX[u 高级选项和信息 G)8ChnJa!m •在传播菜单中,有几个高级选项可用。 F;pQ \Y •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 Hng!' •可以设置总级次数或衰逝波级次数 |:N>8%@6c (evanescent orders)。 p'g^Wh •如果考虑金属光栅,这项功能非常实用。 0Qp[\ia •相反,在介质光栅的情况下,默认设置就足够了。 ]rnXNn; yc[(lq.^n @UO}W_0ZD mL$f[ •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 PyFj@n •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。 L%XXf3;c •此外,有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 -6`;},Yr •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。 ~r&D6Y qU -!7=}7 L<=) @7 .TJ">? 过渡点列表界面 (N0sE"_~I5 •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 f TO+ZTRqf •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 DT\ym9 •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。 LWD#a~
#9\THfb #uKWuGz] 过渡点列表参数 (ii(yz| •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 i4<BDX5 •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。 =!CU $g ?}8IQxU _=EZ `!% ^)0 9OV+hF •必须在周期化(Periodization)选项卡中设置此界面的周期。 5)`h0TK •此处,可以定义x方向和y方向的周期。 /c#l9&, •在这种情况下,可以忽略内部和外部定义区域的设置,因为接口的扩展已经被周期性边界条件截断。 .,M;huRg 8teJ*sz
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|qSa' a+Ab]m8` 高级选项及信息 *ik/p •同样,可以在高级设置选项卡页面上调整和研究分解结构的数据。 ,{8v4b- 5un^yRMB-
c`jDW S :u/mTZDi 正弦光栅界面 b#a@rh •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 1
i3k •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 q@ZlJ3%l, •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: .6m_>Y6 - 脊的材料:基板的材料 9Ejyg* - 凹槽材料:光栅前面的材料 S-!=NX&C \$pkk6Q3,w "!KpXBc,> Q["t eo]DQ 正弦光栅界面参数 Qxt@V - 正弦光栅界面也由以下参数定义: *_"u)<J •光栅周期 Y(r@v •调制深度 wkBL=a - 可以选择设置横向移位和旋转。 j?-R]^-5 - 由于这是光栅界面(类似于矩形和锯齿借口),因此不必选择周期。 K5`Rk"s <2<87PU QVtM.oi!Q 9$RIH\* 高级选项和信息 78]gtJ •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。 Im)EDTm$ cp%ii'
d#>y }H9 :=fvZA WD 高级选项及信息 hO( RZ'{ •如果增加层数(例如,增加2倍),则离散化变得光滑。 ]tY:,Mfs c1%rV`)] y LM"+.?pL 锯齿光栅界面 :(p)1=I •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 KDTDJ8 •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 yZ3nRiuRT •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: 8omC%a}9m - 脊的材料:基板的材料 o~1 Kp!U - 凹槽材料:光栅前面的材料 Phs-(3 AIZBo@xg
&tE.6^F zwr\:Hu4 锯齿光栅界面参数 DWm SC}{. •锯齿光栅界面也由以下参数定义: XUmR{A - 光栅周期 |vu>;*K - 调制深度 _0(7GE13p •此外,闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 xs!p| •可以选择设置横向移位和旋转。 yPgmg@G@/ •由于这是光栅界面(类似矩形和正弦型),因此不必选择周期。 J/ W{/E>; s>%Pd7: TH?9< C-C
r;gP}H ? 高级选项和信息 '\~^TFi •同样,可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 YnTB&GPxl k
\qiF|B)Z 探测器位置的注释 ~?U*6P)o 关于探测器位置的注释 I1"MPx{ •在VirtualLab中,探测器默认位于基板后面的空气中。 Em^( •如果光栅包含在复杂的光学装置中,则必须这样做。 CxF-Z7 ' •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。 ll<NIdf\r •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)。 ,pt%)
c •可以避免这些干涉效应的不良影响。 i::\Z$L";i .}`hCt08 #T3h}= 文件信息 ziEz.Wn" ^^Jnv{)
%y<]Yzv. ..<3%fL3 ;*cLG#&'M QQ:2987619807 f3tv3>p
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