[分享]使用界面配置光栅结构 [复制链接]

摘要 .+sIjd  
`PfC:L  
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。 ML-g"wv  
>E3OYa?G  
(B5G?cB9  
TzJN,]F!M  
本用例展示了...... wW~2]*n  
•如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构，例如： (X/JXu{  
- 矩形光栅界面 t|%ul6{gz  
- 过渡点列表界面 |EunDb[Y  
- 锯齿光栅界面 R}FN6cH  
- 正弦光栅界面 3V]a "C   
•如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 =8-e1R/  
tEl_A"^e  
光栅工具箱初始化 Zh*I0m
   
•初始化 rcCMx"L=  
-  开始 vHmn)d1pl  
光栅 LJ?7W,?  
通用光栅光路图 hE${eJQ| U  
•注意：使用特殊类型的光栅，例如： 矩形形状， \Uiw: ,  
可直接选择特定的光路图。 Rd/!CJ@g  
S3
w? X  
+}]xuYzo
 
qW*)]s)z  
光栅结构设置 ?~"RCZ[;.f  
•首先，必须定义基板（基块“Base Block”）的厚度和材料。 u56cT/J1  
K2JS2Y]  
•在VirtualLab中，光栅结构在所谓的堆栈（stack）中定义。 qmhHHFjQ  
•堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 \TjsXy=:)  
"Z <1Msz  
HUH=Y;  
P:G^@B3^  
•例如，选择第一个界面上的堆栈。 [LE_lATjU  
K7|BXGL8r8  
堆栈编辑器 U<$|ET'  
•在堆栈编辑器(Stack Editor)中，可以从目录中添加或插入界面。 @C#lA2(I4  
•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。 Dcq^C LPY  
$|AxQQ%f  
h1xYQF_`Z  
TeHR,GB  
矩形光栅界面 bTJ7RqL  
NeYj[Q~xy  
•一种可能的界面是矩形光栅界面。 ^c*'O0y[D  
•此类界面适用于简单二元结构的配置。 OvkYzI`  
•在此示例中，由银制成的光栅位于玻璃基板上。 c(fwl`y!x  
•为此，增加了一个平面界面，以便将光栅结构与基块分开。 n=`UhC  
•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。 ebf0;1!  
FKPI{l  
Xh5 z8  
}0:=)e  
矩形光栅界面 j:g/[_0s  
•请注意：界面的顺序始终从基板表面开始计算。 u?!p[y6  
•所选界面在视图中以红色突出显示。 rLVS#M#&e>  
^vUdf.n9  
•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。 Zi^&x6y^  
•可以在光路编辑器（Light Path Editor）中更改此材质。 yA~W|q(/V  
ZDlMk
HJ  
•堆栈周期（Stack Period）允许控制整个配置的周期。 Vx'_fb?wap  
•此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 Y`%:hvy~  
•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。 Q!c*2hI  
I_Q'+d  
^XV$J-  
nCt:n}+C7  
RX'( l  
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矩形光栅界面参数 Y>r9"X|&H  
•矩形光栅界面由以下参数定义 dLLF
#N  
- 狭缝宽度（绝对或相对） N/(&&\3  
- 光栅周期 AkGCIn3  
- 调制深度 E1=]m  
•可以选择设置横向移位和旋转。 M^a QH/=:"  
~Os~pTo  
2%QY~Ku~  
+PjH2  
高级选项和信息 K*>lq|iu  
•在传播菜单中，有几个高级选项可用。 bEbnZ<kz*  
•传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 S~hNSw(-  
•可以设置总级次数或衰逝波级次数 ))<3+^S0V\  
（evanescent orders）。 +`zM^'^$  
•如果考虑金属光栅，这项功能非常实用。 Pn0V{SJOJ%  
•相反，在介质光栅的情况下，默认设置就足够了。 ~u3E+w  
jvA]EN6$;~  
D3$}S{Yw1  
88G Q F  
•高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 T0
i_X(_  
•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。 kP3'BBd,  
•此外，有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 U
]O7RH  
•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。 s/8>(-H#  
y8VLFe;  
d n3sh<  
L"9,
K8  
过渡点列表界面 {x s{  
•另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 Ry8@U9B6,t  
•此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 QOMh"wC3  
•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。 j"hfsA<_I  
h5>JBLawQP  
m z) O  
过渡点列表参数 /2 ')u|  
•过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 1d,;e:=j  
•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。 \^i/:  
a2/!~X9F  
$ba3dqbCW  
B/7
c`V  
•必须在周期化（Periodization）选项卡中设置此界面的周期。 %Sf%XNtu  
•此处，可以定义x方向和y方向的周期。 A46Xei:Ow  
•在这种情况下，可以忽略内部和外部定义区域的设置，因为接口的扩展已经被周期性边界条件截断。 jw]~g+x#$  
?*){%eE  
=y.?=`"  
sz9C':`W  
高级选项及信息 &N.D!7X  
•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。 w-LMV>+6|  
|5^tp  
9q(*'rAm  
-AWL :<  
正弦光栅界面 LR|LP)I  
•另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 :A9G>qg  
•此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 hi^@969  
•如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： d ]R&mp|'  
- 脊的材料：基板的材料 p'tB4V qT  
- 凹槽材料：光栅前面的材料 O0[.*xG  
hE@s~~JYd  
eD2u!OKW!  
9)}Nx>K  
正弦光栅界面参数 F l@%?  
- 正弦光栅界面也由以下参数定义： uczOSd  
•光栅周期 c0h:Vqk-  
•调制深度 [<CIh46S.  
- 可以选择设置横向移位和旋转。 s~V%eq("}  
- 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。 ziPE(B  
Q4i@y6z  
V/"P};n  
OiAP%7i9  
高级选项和信息 5F&xU$$a-  
•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。 ~?`V$G=?,  
0<(F 8  
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Y jt*p5  
KElzYZl8  
高级选项及信息 V}_M\Y^^;  
•如果增加层数（例如，增加2倍），则离散化变得光滑。 IWc?E  
M`{~AIqd(  
|:Q`9;  
锯齿光栅界面 XpS].P9  
•另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 `0'Bg2'  
•此界面允许配置闪耀结构的光栅。 bLSXQStB  
•如果使用单个界面来描述光栅结构，则会自动选择材料： bruM#T@}  
- 脊的材料：基板的材料 NFxs4:] RT  
- 凹槽材料：光栅前面的材料 ':Avh|q3N  
lM/)<I\8  
_ljdo`j#N  
OZ2YflT  
锯齿光栅界面参数 :56f  
•锯齿光栅界面也由以下参数定义： />FgDIO  
- 光栅周期 =GGt:3Kx-  
- 调制深度 j6@5"wx  
•此外，闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 afE`GG-  
•可以选择设置横向移位和旋转。 iPoh2  
•由于这是光栅界面（类似矩形和正弦型），因此不必选择周期。 vMT:j  
ii,/omn:  
Wg\`!T  
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高级选项和信息 N i\*<:_  
•同样，可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 DSb/+8KT  
#*r u*  
探测器位置的注释 e;_ cC7  
关于探测器位置的注释 '(N -jk  
•在VirtualLab中，探测器默认位于基板后面的空气中。 <S/`-/=2  
•如果光栅包含在复杂的光学装置中，则必须这样做。 B-EVo&.  
•但是，完美的平面和平行基板可能会产生一些干涉效应，而实际情况并非如此。 !>olD_  
•因此，为了计算光栅效率，应将探测器设置在基板材料内（同样适用于大多数光栅评估软件）。 <Vu/6"DP  
•可以避免这些干涉效应的不良影响。 q].n1w[  
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文件信息 5yC$G{yV  
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N^u,C$zP9C  
QQ：2987619807 8`edskWrU