[分享]使用界面配置光栅结构 [复制链接]

摘要 6HEl1FK{@  
5Q^~Z},  
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。 qItI):9U  
nU`;MW/^w  
H37Z\x
S  
bM!`C|,[s  
本用例展示了...... |W::\yu6  
•如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构，例如： !YoKKG~_0  
- 矩形光栅界面 A+dY~@*a  
- 过渡点列表界面 GC{Ys|s  
- 锯齿光栅界面 ;Joo!CXHO  
- 正弦光栅界面 M,[ClQ 9  
•如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 nd?m+C&W  
Kzmgy14o  
光栅工具箱初始化 ~7=,)Q  
•初始化 LD5'4,%-  
-  开始 6tzn%
?  
光栅
Comuc  
通用光栅光路图 |;].~7^  
•注意：使用特殊类型的光栅，例如： 矩形形状， fY `A

 
可直接选择特定的光路图。 Tu"yoF  
i0R=P[  
/)G9w]|T  
EuAa  
光栅结构设置 u|Ai<2b$  
•首先，必须定义基板（基块“Base Block”）的厚度和材料。  $SDx) '!  
3)7'dM  
•在VirtualLab中，光栅结构在所谓的堆栈（stack）中定义。 6-^+btl)#  
•堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 4Pt0^;H&jn  
6ZM<M7(V  
{Cd*y6lI  
>!wwXhH(  
•例如，选择第一个界面上的堆栈。 +yTL  
8=?I/9Xh  
堆栈编辑器 ;CC[>  
•在堆栈编辑器(Stack Editor)中，可以从目录中添加或插入界面。 Qejzp/2  
•VirtualLab的目录提供了几种类型的界面。 所有界面都可以用来定义光栅。 59)PJ0E  
aJfW75C  
)PwDP  
"44X'G8N  
矩形光栅界面 fu|I(^NV  
"kL5HD]TC  
•一种可能的界面是矩形光栅界面。 eC3ZK"oJ  
•此类界面适用于简单二元结构的配置。 's9)\LS>p  
•在此示例中，由银制成的光栅位于玻璃基板上。 m3,v&Z  
•为此，增加了一个平面界面，以便将光栅结构与基块分开。 4~ iKo  
•在堆栈编辑器的视图中，根据折射率（黑暗表示更高），其他颜色表示不同的材料。 4u;W1=+Vn  
#\"5:.H Oz  
d) > if<o  
yNqrL?i  
矩形光栅界面 S2Wxf>bt2  
•请注意：界面的顺序始终从基板表面开始计算。 t
#d~gBe?V  
•所选界面在视图中以红色突出显示。 #]Cr zLe  
HID;~Ne  
•此外，此处无法定义光栅前方的介质（指最后一个接界面后面的介质）。 它自动取自光栅元件前面的材料。 wWH5T}\  
•可以在光路编辑器（Light Path Editor）中更改此材质。 vm Hf$rq  
JU~l  
•堆栈周期（Stack Period）允许控制整个配置的周期。 8J>s|MZ  
•此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 oEfKL
`]B
 
•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。 {5RM)J1  
P ^D\znvc  
p{88v3b6  
y0z}[hZ  
z S^:Ng5  
h>fY'r)DAx  
矩形光栅界面参数 Xp%JPI {  
•矩形光栅界面由以下参数定义 @Gl=1  
- 狭缝宽度（绝对或相对） QupCr/Hs  
- 光栅周期 `~gyq>Ik2  
- 调制深度 5I@< 6S&X  
•可以选择设置横向移位和旋转。 &'
i>5Y  
SkS vu}  
XC~
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;3  
高级选项和信息 ;Q\Duj  
•在传播菜单中，有几个高级选项可用。 QKe=/;  
•传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 2x t 8F  
•可以设置总级次数或衰逝波级次数 1*#64Y5F  
（evanescent orders）。 ](B+ilr   
•如果考虑金属光栅，这项功能非常实用。 
(rvK@  
•相反，在介质光栅的情况下，默认设置就足够了。 MsfY|(/m  
va| 1N/&  
r 5:DIA!  
 \&"gCv#  
•高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 6"z:s-V  
•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。 &pV'/  
•此外，有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 e'p'{]r<w  
•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。 pm@Mlwg`1  
FG:(H0  
5v6*.e'p  
&KmVtj  
过渡点列表界面 
Jzo|$W  
•另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 t*iKkV^aE  
•此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 I ze+](  
•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。 4v_<<l  
%`?IY<  
Et}S*!IS  
过渡点列表参数 `O5wM\Z  
•过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 AAb3Jf`UW  
•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。 ]QlgVw,  
{CdQ)|  
\!x~FVA  
~=67#&(R  
•必须在周期化（Periodization）选项卡中设置此界面的周期。 clV3x`z  
•此处，可以定义x方向和y方向的周期。 W US[hx,  
•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。 P{-j^'y  
o<cg9  
Q8.=w  
E^qJ5pr_P  
高级选项及信息 W8,4LxH  
•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。 GJS3O;2
*  
G9v'a&  
{%Cb0Zh  
o^+2%S`]  
正弦光栅界面 >>bsr#aJ  
•另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 :8h\x  
•此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 &YpViC4K.  
•如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： ( f]@lNmx  
- 脊的材料：基板的材料 08czP-)OZ  
- 凹槽材料：光栅前面的材料 Z uFk}R"x  
7qsu0 .[d  
w.X MyHj  
Aqy y\G;  
正弦光栅界面参数 ![3 /!  
- 正弦光栅界面也由以下参数定义： x%_VzqR`  
•光栅周期 X<8?>#  
•调制深度 {#`O'F>  
- 可以选择设置横向移位和旋转。 (;!92ct[?  
- 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。 $|"Y|3&X  
(/gv U80  
$Z|
HFV{  
JkShtLEr  
高级选项和信息 / <C{$Gu  
•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。 f`<elWgc"  
z( \4{Y  
o%yfR.M6$  
HOaNhJ{7D  
高级选项及信息 9epMw-)k  
•如果增加层数（例如，增加2倍），则离散化变得光滑。 *O|_)G  
^r
=Wj@`
 
J8'1 ~$6  
锯齿光栅界面 oyT`AYa  
•另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 @ D,]v:  
•此界面允许配置闪耀结构的光栅。 Uiv4'vYg  
•如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： gc\/A\F<  
- 脊的材料：基板的材料 S,Z~-j  
- 凹槽材料：光栅前面的材料 z+Guu8  
1=Kt.tuf  
o:'@|(&<  
0u;a*#V@  
锯齿光栅界面参数 7@&mGUALO  
•锯齿光栅界面也由以下参数定义： G} f9:G  
- 光栅周期 *sQ.y {  
- 调制深度 AGl#f\_^  
•此外，闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 %iB,hGatE  
•可以选择设置横向移位和旋转。 :_,a%hb+8  
•由于这是光栅界面（类似矩形和正弦型），因此不必选择周期。 Lv?jg?$  
S{RRlR6Z  
H:EK&$sU  
e*}*3kw)T  
高级选项和信息 $Zr \$z2  
•同样，可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 W__Y^\~  
1`1jSx5}.  
探测器位置的注释 |$;4/cKfy  
关于探测器位置的注释 ^W(ue]j}o  
•在VirtualLab中，探测器默认位于基板后面的空气中。 JMk2OK{0  
•如果光栅包含在复杂的光学装置中，则必须这样做。 ;GE6S{~-  
•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。 Nd]RbX  
•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）。 # >I_  
•可以避免这些干涉效应的不良影响。 y4! :l=E^  
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文件信息 +1I7K|M  
fN@ZJ~F%j  
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QQ：2987619807 FGPqF;