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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 "!R*f $  
    j 6dlAe  
    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。 JYR^k=  
    +TC##}Zmb  
    7?ILmYBw  
    qV)hCc/ ~  
    本用例展示了...... \HL66%b[  
    •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构,例如: L>n^Q:M  
    - 矩形光栅界面 zmhAeblA  
    - 过渡点列表界面 nH}V:C  
    - 锯齿光栅界面 MP p    
    - 正弦光栅界面 `4,]Mr1b  
    •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 5Y>fVq{U?;  
    n(9$)B_y  
    光栅工具箱初始化 ui80}%  
    •初始化 a/n~#5-  
    -  开始 Jow{7@FG  
    光栅 F8xu&Vk0:  
    通用光栅光路图 MM*9Q`cB  
    •注意:使用特殊类型的光栅,例如: 矩形形状, kvN<o-B  
    可直接选择特定的光路图。 w19OOD  
    R(s[JH(&  
    {8556>\~  
    ~m4 LL[  
    光栅结构设置  ]l}bk]  
    •首先,必须定义基板(基块“Base Block”)的厚度和材料 n T7]PhJ  
    NNBT.k3)  
    •在VirtualLab中,光栅结构在所谓的堆栈(stack)中定义。 %ed TW[C`  
    •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 k)zBw(wr  
    AZ SaI  
    gZ us}U  
    c_u7O \  
    •例如,选择第一个界面上的堆栈。 ab[V->>%  
    & j*Ylj}  
    堆栈编辑器 Gh}* <X;N  
    •在堆栈编辑器(Stack Editor)中,可以从目录中添加或插入界面。 G+t zp&G@  
    •VirtualLab的目录提供了几种类型的界面。 所有界面都可以用来定义光栅。 | Pqs)Mb]  
    r-Oz k$  
    e 8^%}\F  
    Yc5<Y-W  
    矩形光栅界面 0R;`)V\^  
    orFB*{/Z  
    •一种可能的界面是矩形光栅界面。 r;O?`~2'4  
    •此类界面适用于简单二元结构的配置。 [6?x 6_M  
    •在此示例中,由银制成的光栅位于玻璃基板上。 F.D6O[pZ  
    •为此,增加了一个平面界面,以便将光栅结构与基块分开。 q)PSHr=Z  
    •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。 iZ0.rcQj'o  
    t&-c?&FO\;  
    xR;z!Tg)  
    ~Fo`Pr_  
    矩形光栅界面 N@"e^i  
    •请注意:界面的顺序始终从基板表面开始计算。 PPh1y;D  
    •所选界面在视图中以红色突出显示。 Ok phbAX  
    (kx>\FIK*  
    •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。 !v*#E{r"g=  
    •可以在光路编辑器(Light Path Editor)中更改此材质。 ~]BR(n  
    KF7d`bRe  
    •堆栈周期(Stack Period)允许控制整个配置的周期。 Cyud)BZvm  
    •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 xzRC %  
    •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。 eTt{wn;6  
    nTsPX Tat  
     <JZa  
    w$749jGx  
    Y3xEFqMU  
    V{{UsEVO  
    矩形光栅界面参数 z]sQ3"cmX  
    •矩形光栅界面由以下参数定义 k,y#|bf,Y  
    - 狭缝宽度(绝对或相对) .>'J ^^  
    - 光栅周期 hG3RZN#ejq  
    - 调制深度 +PO& z!F  
    •可以选择设置横向移位和旋转。 G+iJS!=  
    %Jn5M(myC  
    U27ja|W^  
    |h:3BV_  
    高级选项和信息 =OR&,xt  
    •在传播菜单中,有几个高级选项可用。 ;e~K<vMm;y  
    •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 os(}X(   
    •可以设置总级次数或衰逝波级次数 6uFGq)4p@  
    (evanescent orders)。 jw]IpGTt  
    •如果考虑金属光栅,这项功能非常实用。 }Z`@Z'  
    •相反,在介质光栅的情况下,默认设置就足够了。 C,u;l~zz  
    v=H!Y";  
    ]j(Ld\:L  
    $P&27  
    •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 z<BwV /fH}  
    •层分解(Layer Decomposition)和过渡点分解(Transition Point Decomposition)设置可用于调整结构的离散化。 默认设置适用于几乎所有光栅结构。 )sapUnqrlR  
    •此外,有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 '`p0T%w  
    •分解预览(Decomposition Preview)按钮提供用于FMM计算的结构数据的描述。 折射率由色标表示。 NO#^_N`#\  
    wJF$<f7P  
    r3.v^  
    q{.~=~  
    过渡点列表界面 tQ4{:WPG  
    •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 z yI4E\  
    •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 P q( )2B  
    •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。 !i6 aA1'  
    PvdR)ZE m  
    W/;qMP1"-  
    过渡点列表参数 14\!FCe)!  
    •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 WTh|7&  
    •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。 o6 [i0S  
    5{6ebq55"  
    0M>%1 *  
    *$>$O%   
    •必须在周期化(Periodization)选项卡中设置此界面的周期。 Eb9M;u  
    •此处,可以定义x方向和y方向的周期。 ?Qs>L~  
    •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。 ?r~](l   
    9$'Edi=6  
    iAW oKW  
    FkT % -I  
    高级选项及信息 6_a.`ehtj<  
    •同样,可以在高级设置选项卡页面上调整和研究分解结构的数据。 %u|qAF2uS  
    8|,-P=%t  
    v6?<)M%  
    ^A$~8?f  
    正弦光栅界面 c[0$8F>  
    •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 %x7l`.) N  
    •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 sw &sF  
    •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: WJL,L[XC  
    - 脊的材料:基板的材料 y/2U:H  
    - 凹槽材料:光栅前面的材料 Afa{f}st  
    ByZ.!~  
    k .l,>s`!  
    =U".L  
    正弦光栅界面参数 Lp*T=]C]  
    - 正弦光栅界面也由以下参数定义: JGD{cr[S  
    •光栅周期 Jq`fD~(7  
    •调制深度 am05>c9  
    - 可以选择设置横向移位和旋转。 (;h]'I@  
    - 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。 j|(bDa4\  
    XT_BiZ%l5O  
    Vt4}!b(O  
    ig/716r|  
    高级选项和信息 $Y0bjS2J  
    •同样,可以在高级设置选项卡中调整和研究分解结构的数据。 A1f]HT  
    0+:.9*g=k  
    IJXH_H_%*  
    c\4n7m,y  
    高级选项及信息 C12 7he  
    •如果增加层数(例如,增加2倍),则离散化变得光滑。 k*c:%vC!  
    1,`x1dcO!A  
    qc'tK6=jp  
    锯齿光栅界面 +msHQk5#$m  
    •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 |2 wff?  
    •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 <CmsnX  
    •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: 5\Y/so=  
    - 脊的材料:基板的材料 Pe wPl0  
    - 凹槽材料:光栅前面的材料 v|,Hd  
    [Iihk5TT  
    iK %Rq  
    Ft.BfgJ$  
    锯齿光栅界面参数 Dfhs@ z  
    •锯齿光栅界面也由以下参数定义: OEwfNZQ-  
    - 光栅周期 S s`0;D1  
    - 调制深度 M9OFK\)  
    •此外,闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 LMG\jc?,  
    •可以选择设置横向移位和旋转。 Yg]f2ke  
    •由于这是光栅界面(类似矩形和正弦型),因此不必选择周期。 >6DY3\  
    QT&{M #Ydn  
    ycAQPz}=I  
    8rpN2M 3h  
    高级选项和信息 VDmd+bvJV  
    •同样,可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。  B-gr2-  
    S~Hj. d4/  
    探测器位置的注释 GyPN)!X@.&  
    关于探测器位置的注释 _gGy(`  
    •在VirtualLab中,探测器默认位于基板后面的空气中。 L2h+[f  
    •如果光栅包含在复杂的光学装置中,则必须这样做。 z"O-d<U5  
    •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。 M{4_BQ4$  
    •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)。  zm.2L  
    •可以避免这些干涉效应的不良影响。 $WPN.,7  
    pq&c]8H  
    BmJ?VJ}Y  
    文件信息
    9,c>H6R7  
    YaT07X.(b  
    q%vUEQLBp  
    n|*V 8VaL  
    &L?Dogo  
    QQ:2987619807 5y'Yosy:  
     
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