[分享]使用界面配置光栅结构 [复制链接]

摘要 OABMIgX  
3!H&bOF  
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。 e}u68|\EC  
S#^2k!(|G  
b:M1P&R  
3tjF4C>h|  
本用例展示了...... :< d.  
•如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构，例如： 0'QX*xfa>  
- 矩形光栅界面 GI[TD?s  
- 过渡点列表界面 9Ev<t\B  
- 锯齿光栅界面 nc2=S^Fqu  
- 正弦光栅界面 2I|`j^  
•如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 l+vD`aJ3  
t4P`#,:8  
光栅工具箱初始化 7'~Oai~r  
•初始化 I""zg^Rq  
-  开始 Pss$[ %  
光栅 IW{}l=D/  
通用光栅光路图 X7g@.Oy`  
•注意：使用特殊类型的光栅，例如： 矩形形状， I,lX;~xb  
可直接选择特定的光路图。 Lhz*o6)  
rsaN<6#_^Q  
+v.<Fw2k#  
h]>QGX[kC  
光栅结构设置 %4QpDt  
•首先，必须定义基板（基块“Base Block”）的厚度和材料。 {O=PVW2S  
 =] +owl2  
•在VirtualLab中，光栅结构在所谓的堆栈（stack）中定义。 Ct<]('Hm(  
•堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 B4Fuvi  
(6crWw{3  
l"rX'g?  
M/mm2?4  
•例如，选择第一个界面上的堆栈。 LsI8T uv  
nf0]<x2  
堆栈编辑器 Q;xJ/4 Z"  
•在堆栈编辑器(Stack Editor)中，可以从目录中添加或插入界面。 }`~n$OVx  
•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。 +Zg@X.z  
*yZ `aKfH  
4~K%,K+Du  
xjy(f~'  
矩形光栅界面 rk-GQ#SKU  
sW,JnR  
•一种可能的界面是矩形光栅界面。 w$DHMpW'  
•此类界面适用于简单二元结构的配置。 mz|p=[lR|  
•在此示例中，由银制成的光栅位于玻璃基板上。 KjNA PfL  
•为此，增加了一个平面界面，以便将光栅结构与基块分开。 vk4Q2P  
•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。 G`Df'Yy  
|Zk2]eUO+  
nCS" l5  
3`TD>6rs  
矩形光栅界面 6Qk[TL)t  
•请注意：界面的顺序始终从基板表面开始计算。 @GWJq 3e  
•所选界面在视图中以红色突出显示。 ^m/7TwD  
fgoLN\  
•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。 .]e_je_  
•可以在光路编辑器（Light Path Editor）中更改此材质。 QnA~,z/.w  
TjE'X2/  
•堆栈周期（Stack Period）允许控制整个配置的周期。 mIZ6[ ?  
•此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 f#kT?!sP  
•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。 mKBO<l{S  
)*XD"-9  
pft-.1py  
c;Gf$9?iC  
GO)5R,  
|->CI  
矩形光栅界面参数 D&{CC  
•矩形光栅界面由以下参数定义 1Ror1%Q"?  
- 狭缝宽度（绝对或相对） ALQ
-aXJ  
- 光栅周期 G*f\ /  
- 调制深度 b_X&>^4Dkl  
•可以选择设置横向移位和旋转。 .1+I8
qj  
FeZ
*c~q  
dmWCNeja.  
);zLgNx,  
高级选项和信息 j5wfqi  
•在传播菜单中，有几个高级选项可用。 LS$zA>:  
•传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 unih"};ou  
•可以设置总级次数或衰逝波级次数 M-Ek(K3SRf  
（evanescent orders）。 ?t5<S]'r$  
•如果考虑金属光栅，这项功能非常实用。 KM+[1Ze$  
•相反，在介质光栅的情况下，默认设置就足够了。 fx-8mf3  
S Rk%BJ? ~  
? G`6}NP  
K)9Rw2-AJ  
•高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 UM/!dt}DnF  
•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。 2EOx],(|  
•此外，有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 @,j,GE%  
•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。 osl\j]U8  
.1}1e;f-  
3RanAT.nu:  
 wX5q=I  
过渡点列表界面 Z5p [*LMO  
•另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。  T  5F)  
•此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。
('{aOiSH  
•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。 Sn0kJIb }  
Cv@)tb  
>C19Kie72  
过渡点列表参数 VEpcCK  
•过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 <DP8a<{{  
•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。 zn>+
\  
q^:VF()d_z  
+4  h!;i  
*NG\3%}%|@  
•必须在周期化（Periodization）选项卡中设置此界面的周期。 r6nnRN/S=  
•此处，可以定义x方向和y方向的周期。 e_|Z&  
•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。 'zbvg0T  
|;7mDhj=  
qvLh7]sbK:  
r^a:s]  
高级选项及信息 LRg]'?  
•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。 t
>AOF\  
[}M!ez  
@TQ/Z$y  
F(#?-MCs  
正弦光栅界面 S@Rd>4  
•另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 l

^d'8n
 
•此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 0>8w On  
•如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： /`l;u7RD  
- 脊的材料：基板的材料 YVwpqOE.=  
- 凹槽材料：光栅前面的材料 araXE~Ac  
zPc"r$'0U  
x\U[5d   
eZ+6U`^t  
正弦光栅界面参数
pr,,E[  
- 正弦光栅界面也由以下参数定义： hHhDs>tB  
•光栅周期 E*u*LMm  
•调制深度
v7SYWO#  
- 可以选择设置横向移位和旋转。 p0WUF\"  
- 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。 &92/qRh7  
N[e,%heR  
D;NL*4zt  
ZMb+sUK  
高级选项和信息 [8a(4]4  
•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。 W} i6{Vh  
p<=Lh47 =  
4`,7tj  
 =aZ d>{Y  
高级选项及信息 D>[Sib/@  
•如果增加层数（例如，增加2倍），则离散化变得光滑。
2t9UJu4  
k9f|R*LM  
7;o:r$08&}  
锯齿光栅界面 *qm|A{FQR  
•另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 ewU*5|*[  
•此界面允许配置闪耀结构的光栅。 jkx>o?s)z  
•如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： Lo%vG{yTr  
- 脊的材料：基板的材料 YD'gyP4  
- 凹槽材料：光栅前面的材料 <@"rI>=  
Rey+3*zUb  
XZb=;tYo  
7%i'F=LzT  
锯齿光栅界面参数 B`Z3e%g#  
•锯齿光栅界面也由以下参数定义： Tc/^h4xH  
- 光栅周期 }[;ZZm?  
- 调制深度 ea"X$<s>-  
•此外，闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 n2bhCd]j<b  
•可以选择设置横向移位和旋转。 6X*vCylI  
•由于这是光栅界面（类似矩形和正弦型），因此不必选择周期。 IQ@9S  
Q-'j131[  
ywA
vqT,  
1H-Y3G>jN  
高级选项和信息 Q38+`EhLA  
•同样，可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 T0tX%_6`  
PGJh>[s  
探测器位置的注释 \{@
m  
关于探测器位置的注释 'z;(Y*jb  
•在VirtualLab中，探测器默认位于基板后面的空气中。 <"5l<E  
•如果光栅包含在复杂的光学装置中，则必须这样做。 =U3S"W %  
•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。 ZLT?G  
•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）。 zsXgpnlHT  
•可以避免这些干涉效应的不良影响。 %NrH\v{7Q  
\R<MQ# x  
uaF-3  
文件信息 ,Q-,#C"  
iAk:CJ{  
/P*XB%y  
ChTq!W  
"Xv} l@  
QQ：2987619807 .jCGtR )%