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    [技术]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: 2023-01-11
    k#*-<1  
    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。 'Pz%c}hJ  
    h\m35'v!  
    #XV=,81w  
    yu?5t?vf  
    本用例展示了...... B( [x8A]  
    •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构,例如: &}ZmT>q`$  
    - 矩形光栅界面 IS C.~q2  
    - 过渡点列表界面 f49kf**  
    - 锯齿光栅界面 T}~TW26v  
    - 正弦光栅界面 H/8^Fvd  
    •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 KuNLu31%  
    LyUn!zV$(  
    光栅工具箱初始化 myx/|-V"F  
    •初始化 q:{#kv8  
    -  开始 1CtUf7 `/Q  
    光栅 [^>XR BSm  
    通用光栅光路图 +qxPUfN  
    •注意:使用特殊类型的光栅,例如: 矩形形状, !+x Q  
        可直接选择特定的光路图。 T&U}}iWN  
    Wj{lb_Rj  
    77e*9/6@  
    ,,3lH-C  
    光栅结构设置 9#LMK 1ge  
    •首先,必须定义基板(基块“Base Block”)的厚度和材料 sW^M  ]  
     *7Dba5B  
    •在VirtualLab中,光栅结构在所谓的堆栈(stack)中定义。 $QX$rN  
    •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 N'^>pSc4W|  
    ycGY5t@K@  
    *% -<Ldv  
    +vc+9E.?9  
    •例如,选择第一个界面上的堆栈。 ,|%KlHo^  
    ~{x1/eH  
    堆栈编辑器 `CK~x =  
    •在堆栈编辑器(Stack Editor)中,可以从目录中添加或插入界面。 ~W'DEpq_  
    •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。 hW7u#PY  
    [%IOB/{N  
    !3Dq)ebBz  
    ;qx#]Z0 <  
    矩形光栅界面 l![M,8  
    C*`WMP*  
    •一种可能的界面是矩形光栅界面。  yCX5 5:  
    •此类界面适用于简单二元结构的配置。 p l)":}/)  
    •在此示例中,由银制成的光栅位于玻璃基板上。 <y 4(!z"  
    •为此,增加了一个平面界面,以便将光栅结构与基块分开。 *4O=4F)x  
    •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。 y@LImiRG  
    |jsI-?%8J  
    gqaM<!]  
    >OG189O  
    矩形光栅界面 0J R/V68$  
    •请注意:界面的顺序始终从基板表面开始计算。 $C16}^  
    •所选界面在视图中以红色突出显示。 <J%qzt}  
    .=y=Fv6X  
    •此外,此处无法定义光栅前方的介质(指最后一个接界面后面的介质)。 它自动取自光栅元件前面的材料。 \0@DOW22C  
    •可以在光路编辑器(Light Path Editor)中更改此材质。 6]4~]!  
    / "m s  
    •堆栈周期(Stack Period)允许控制整个配置的周期。 ZlV  
    •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 V:0IBbh)w  
    •如果是简单的光栅结构,建议选择“取决于界面周期”(Dependent from Period of Interface)选项,并选择适当的周期性界面索引。 iIfiv<(ChM  
    }2 S.  
    /4{WT?j  
    ]&'!0'3`  
    :@w~*eK~  
         AvL /gt:  
    矩形光栅界面参数 BD6!,  
    •矩形光栅界面由以下参数定义 BRFsw`c  
    - 狭缝宽度(绝对或相对) K'OG-fn;  
    - 光栅周期 =dm9+ff  
    - 调制深度 WC_.j^sW  
    •可以选择设置横向移位和旋转。 pj'gTQ),0  
    ]#~J[uk  
    /Qgb t  
    q 4BXrEOw  
    高级选项和信息 \F _1 C=  
    •在传播菜单中,有几个高级选项可用。 m:_#kfC&K"  
    •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 s/1r{;q  
    •可以设置总级次数或衰逝波级次数 3}L3n*Ft#.  
        (evanescent orders)。 ];.5 *a%*  
    •如果考虑金属光栅,这项功能非常实用。 3mgvWR  
    •相反,在介质光栅的情况下,默认设置就足够了。 &BVUK"}P  
    L1IF$eC  
    @`.4"*@M  
         81RuNs]  
    •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 T*p7[}#  
    •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。 k?cX f j&  
    •此外,有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 (nqhX<T>  
    •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。 zU5@~J  
    e]<Syrk  
    %6ckau1_;  
         )St0}?I~  
    过渡点列表界面 AFt- V  
    •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 .M6. ]H  
    •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 pbzt8 P[  
    •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。 Y58H.P  
    U<6)CW1;  
    ^P^"t^O  
    过渡点列表参数 _ $PeFE2  
    •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 ;&lXgC^*  
    •上限(Upper Limit)必须设置为大于所需光栅周期一半的值,但在周期性结构的情况下自动设置。 Q-)(s  
    1^IMoC7$#  
    P, x" ![6  
         \Y,P  
    •必须在周期化(Periodization)选项卡中设置此界面的周期。 Jq1oQu|rs  
    •此处,可以定义x方向和y方向的周期。 df{?E):  
    •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。 IO7z}![V;  
    e {6wFN  
    D(z#)oDr  
    :7@[=n  
    高级选项及信息 2tU3p<[  
    •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。 Md X4Rp'  
    6I[*p0j5  
    =u0=)\0@r  
    dC<%D'L*  
    正弦光栅界面 _Q:ot'(~0-  
    •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 $%U}k=-  
    •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 2k!uk6  
    •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: ~vP_c(8f  
    - 脊的材料:基板的材料 C,;?`3bH@  
    - 凹槽材料:光栅前面的材料 zGe =l;  
    Sh;`<Ggi~  
    Ob%iZ.D|3<  
         X6sZwb  
    正弦光栅界面参数 wgDAb#Zuk  
    - 正弦光栅界面也由以下参数定义: (muJ-~CJk  
    •光栅周期 ||2%N/?  
    •调制深度 =ZHN]PP  
    - 可以选择设置横向移位和旋转。 :WH{wm|  
    - 由于这是光栅界面(类似于矩形和锯齿借口),因此不必选择周期。 [1~3\-Y  
    }P=FMme{F(  
    D~qi6@Ga  
         .aL%}`8l?  
    高级选项和信息 C\rT'!Uk\Q  
    •同样,可以在高级设置选项卡中调整和研究分解结构的数据。 Ym%# "  
    q2k}bb +  
    /&?ei*z  
    e?\Od}Hbw  
    高级选项及信息 ]Y & 2&  
    •如果增加层数(例如,增加2倍),则离散化变得光滑。 Y&VypZ"G>  
    AU*]D@H  
    dyqk[$(  
    锯齿光栅界面 HH*,Oe   
    •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 :wzbD,/M  
    •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 YTgT2w  
    •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: =PU@'OG  
    - 脊的材料:基板的材料 (3 ,7  
    - 凹槽材料:光栅前面的材料 $sL+k 'dY  
    `U?S 9m  
    aorL,l  
    c5CxR#O  
    锯齿光栅界面参数 <q MX,h2  
    •锯齿光栅界面也由以下参数定义: a Sm</@tO&  
    - 光栅周期 i(u zb<  
    - 调制深度 Vg (p_k45`  
    •此外,闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 Q#*qPg s  
    •可以选择设置横向移位和旋转。 HVC|0}  
    •由于这是光栅界面(类似矩形和正弦型),因此不必选择周期。 z:n JN%Qb  
    (^=kV?<  
    PzjIM!>  
         J_ h\tM  
    高级选项和信息 ?#5)TAW  
    •同样,可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 $ z+ =lF  
    G4F~V't  
    探测器位置的注释 r|jBKq~  
    关于探测器位置的注释 ;r;>4+zn\  
    •在VirtualLab中,探测器默认位于基板后面的空气中。 Cn9MboXX  
    •如果光栅包含在复杂的光学装置中,则必须这样做。 RXPl~]k#i  
    •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。 rI:]''PR  
    •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)。 )sEAP Ika  
    •可以避免这些干涉效应的不良影响。 (ds*$]  
    XF4NRs  
     
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