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    [分享]使用界面配置光栅结构 [复制链接]

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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2021-05-11
    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_oq1W)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。 ,o BlJvm  
    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  
    $+7ci~gs  
    D`en%Lf!m  
    f(!E!\&n^  
    矩形光栅界面 p Z"o@';!  
    a|U}Ammr  
    •一种可能的界面是矩形光栅界面。 y7>iz6N  
    •此类界面适用于简单二元结构的配置。 3Hs$]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 $g  
    ?}8IQxU  
    _=EZ `!%  
    ^)0 9OV+hF  
    •必须在周期化(Periodization)选项卡中设置此界面的周期。 5)`h0TK  
    •此处,可以定义x方向和y方向的周期。 /c#l9&,  
    •在这种情况下,可以忽略内部和外部定义区域的设置,因为接口的扩展已经被周期性边界条件截断。 .,M;huRg  
    8teJ*sz  
    ;& |qSa'  
    a+Ab]m8`  
    高级选项及信息 *ik/p  
    •同样,可以在高级设置选项卡页面上调整和研究分解结构的数据。 ,{8v4b-  
    5un^yRMB-  
    c`jDW S  
    :u/mTZDi  
    正弦光栅界面 b#a@ rh  
    •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 1 i3k  
    •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 q@ZlJ3%l,  
    •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: .6m_>Y6  
    - 脊的材料:基板的材料 9Ejyg*  
    - 凹槽材料:光栅前面的材料 S-!=NX&C  
    \$pkk6Q3,w  
    "!KpXBc,>  
    Q["t eo]DQ  
    正弦光栅界面参数 Qx t@ V  
    - 正弦光栅界面也由以下参数定义: *_"u)<J  
    •光栅周期 Y(r@v  
    •调制深度 wkBL=a  
    - 可以选择设置横向移位和旋转。 j?-R]^-5  
    - 由于这是光栅界面(类似于矩形和锯齿借口),因此不必选择周期。 K5`Rk" s  
    <2<87PU  
    QVtM.oi!Q  
    9$RI H\*  
    高级选项和信息 78]gt J  
    •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  
    :=fvZAWD  
    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  
    #T3 h}=  
    文件信息
    ziEz.Wn"  
    ^^Jnv{)  
    %y<]Yzv.  
    ..<3%fL3  
    ;*cLG#&'M  
    QQ:2987619807 f3tv3>p  
     
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