[分享]使用界面配置光栅结构 [复制链接]

摘要 r
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Y3bZ&G)  
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。 U?A3>
 
oD=+  
^c?$$Tq  
lt& c/xi_  
本用例展示了...... C~R,,  
•如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构，例如： d/lV+yZ  
- 矩形光栅界面 >;+q,U}  
- 过渡点列表界面 V?-SvQIk1  
- 锯齿光栅界面 PE<(eIr  
- 正弦光栅界面 E^? 3P'%^  
•如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 X1o=rT  
=O>E>Q  
光栅工具箱初始化 RKb (  
•初始化 nTCwLnX(O  
-  开始 ~'0W(~Q8  
光栅 4q*mEV  
通用光栅光路图 jf=\\*64r4  
•注意：使用特殊类型的光栅，例如： 矩形形状， 9YY*)5eyD  
可直接选择特定的光路图。 ASUleOI79(  
A>%mJ3M  
`u$lSGl  
cBQ+`DXn5c  
光栅结构设置 MS;^@>|wj  
•首先，必须定义基板（基块“Base Block”）的厚度和材料。 ;TulRx]EA  
SHRn$<  
•在VirtualLab中，光栅结构在所谓的堆栈（stack）中定义。 fr
<V])  
•堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 (lt{$0   
5G l:jRu  
,D2nUk  
pMzlpmW;P  
•例如，选择第一个界面上的堆栈。 B}^l'p_u  
K[l5=)G0L  
堆栈编辑器 3]h*6V1
$  
•在堆栈编辑器(Stack Editor)中，可以从目录中添加或插入界面。 F&a)mpFv3c  
•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。 GuKiNYI_  
?[2>x{5Z  
;nAI;Qw L  
@.} @K  
矩形光栅界面 'mk_s4J  
l`."rei%)  
•一种可能的界面是矩形光栅界面。 mZ~f
?{  
•此类界面适用于简单二元结构的配置。 f47dB_{5f.  
•在此示例中，由银制成的光栅位于玻璃基板上。 @0-vf>e3-  
•为此，增加了一个平面界面，以便将光栅结构与基块分开。 ["sm
7yQ  
•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。 9*2^2GR^;  
.qs5xGg#9  
hkx(r5o  
Lm*PHG  
矩形光栅界面 +!$]a^3l  
•请注意：界面的顺序始终从基板表面开始计算。 5=/j  
•所选界面在视图中以红色突出显示。 <aQ5chf7  
1t}  
•此外，此处无法定义光栅前方的介质（指最后一个接界面后面的介质）。 它自动取自光栅元件前面的材料。 *vOk21z77d  
•可以在光路编辑器（Light Path Editor）中更改此材质。 f7:}t+d  
gl 27&'?E*  
•堆栈周期（Stack Period）允许控制整个配置的周期。 ^xQPj6P}  
•此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 J$i.^|hE/  
•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。 ^/~C\ (  
z@v2t>@3k  
Yb4%W-5  
d fSj= 4  
OM81$Xo=  
v\D.j4%ij  
矩形光栅界面参数 }z5u^_-m  
•矩形光栅界面由以下参数定义 =s&ycc;-5}  
- 狭缝宽度（绝对或相对） 7sU,<Z/D  
- 光栅周期 +h8`8k'}-2  
- 调制深度 jmF)iDvjuZ  
•可以选择设置横向移位和旋转。 #wp~lW9!s9  
Rp0^Gwa  
+!)_[ zo  
Y(=A HmR  
高级选项和信息 [F 24xC+  
•在传播菜单中，有几个高级选项可用。 6N[X:F 3`,  
•传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 -Eoq#ULvR  
•可以设置总级次数或衰逝波级次数 WWT1_&0  
（evanescent orders）。 !o\e/HGc!  
•如果考虑金属光栅，这项功能非常实用。 *z&hXYm  
•相反，在介质光栅的情况下，默认设置就足够了。 yw
>Frb5p  
6pbtE]  
8khIy-9-'  
eVj7%9  
•高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 KPA.5,ai  
•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。 a#a n+JY3  
•此外，有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 $hy0U_}6  
•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。 u}89v1._Jn  
Fz' s\  
i5gNk)D  
a}X.e
wg  
过渡点列表界面 &]pY~zVc  
•另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 a|z@5r%  
•此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 OR}+)n{  
•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。 8`_tnARIX  
-t: U4r(  
q@1xYz:J  
过渡点列表参数 !C ZFbz~:  
•过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 :QC |N@C  
•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。 xNjWo*y v  
Re*_Dt=r  
I3u)y|Y=  
}s[`T   
•必须在周期化（Periodization）选项卡中设置此界面的周期。 Z1.v%"/(  
•此处，可以定义x方向和y方向的周期。 }b]eiPWN  
•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。 `1uGU[{x  
/0Mt-8[  
&@=W+A=c~  
@M"( r"ab  
高级选项及信息 ,c&gw tdl  
•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。 ^0-e.@  
R2JPLvs  
$W%-Mm  
<h~=d("j  
正弦光栅界面 sG\K$GP!  
•另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 C[5dhFZ  
•此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 T3I{D@+0  
•如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： !j}L-1*{ l  
- 脊的材料：基板的材料 E6z&pM8<8  
- 凹槽材料：光栅前面的材料 =.w~qL  
>`p?
CE  
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<W+9h0c  
正弦光栅界面参数 HiBI0)N}  
- 正弦光栅界面也由以下参数定义： XlnSh<e  
•光栅周期 v7\rW{~Jd&  
•调制深度 VfUHqdg-  
- 可以选择设置横向移位和旋转。 7C R6ew~  
- 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。 JKy~'>Q  
6OoOkN
WF  
Pm,.[5uc  
k SgE_W)  
高级选项和信息 *eX/ZCn  
•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。 7O:g;UI#  
wJ7^)tTRF  
c=zSq%e   
/nn~&OU  
高级选项及信息 \+=`o .2  
•如果增加层数（例如，增加2倍），则离散化变得光滑。 \>G}DGz  
"YWZ&_n**  
\BN$WV  
锯齿光栅界面 H8g%h}6h  
•另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 jw`05rw:  
•此界面允许配置闪耀结构的光栅。 a=`] L`|N  
•如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： w)B?j  
- 脊的材料：基板的材料 zWH)\>X59  
- 凹槽材料：光栅前面的材料 -m@PqJF^  
WIuYSt)h  
7?{y&sf  
%V+"i_{m  
锯齿光栅界面参数 SN]g4}K-  
•锯齿光栅界面也由以下参数定义： ('AAHq/  
- 光栅周期 }2iR=$2  
- 调制深度 Js vdC]+  
•此外，闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。  !Q*w]  
•可以选择设置横向移位和旋转。 ?5/7 @V  
•由于这是光栅界面（类似矩形和正弦型），因此不必选择周期。 3 ^K#\*P  
g7a446QR\K  
Q J-|zS.W  
\P")Eh =d  
高级选项和信息 U|VL+9#hd  
•同样，可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 *HUXvX|-%  
6B|i-b$~  
探测器位置的注释 0{vH.b @  
关于探测器位置的注释
|xg_z&dX  
•在VirtualLab中，探测器默认位于基板后面的空气中。 l#%7BGwzY  
•如果光栅包含在复杂的光学装置中，则必须这样做。 g6;smtu_T  
•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。 aKWxLe  
•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）。 <oV[[wl  
•可以避免这些干涉效应的不良影响。 [0aC]XQZ  
8>Cf}TvErx  
wDGb h=  
文件信息 gPT_}#_GxM  
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QQ：2987619807 ~J&-~<%P}