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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^q: 3R  
    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。 wZ#~+ }T  
    a-o hS=W  
    <{P^W;N7  
    et7T)(k0  
    本用例展示了...... t2U]CI%  
    •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构,例如: D(2kb  
    - 矩形光栅界面 NC#kI3{  
    - 过渡点列表界面 ^U|CNB%.  
    - 锯齿光栅界面 m78MWz]Yo  
    - 正弦光栅界面 knj,[7uh  
    •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 S -mzxj  
    aF_ZV bS  
    光栅工具箱初始化 KfN`ZZ<  
    •初始化 R&d_ WB4w  
    -  开始 s`7 _J9  
    光栅 tue%L]hc  
    通用光栅光路图 -t706(#k  
    •注意:使用特殊类型的光栅,例如: 矩形形状, g#bfY=C  
        可直接选择特定的光路图。 ]f+D& qZ B  
    M@z_Z+q 9  
    .>\>F{#~  
    Y_TL4  
    光栅结构设置 XzTH,7[n  
    •首先,必须定义基板(基块“Base Block”)的厚度和材料 q=L* 99S  
    d}A2I  
    •在VirtualLab中,光栅结构在所谓的堆栈(stack)中定义。 Tef3 Z6  
    •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 jL[Is2<@  
    4N^Qd3[d  
    JCMEhI6d*  
    /A`zy  
    •例如,选择第一个界面上的堆栈。 4wEpyQ|L  
    RHA>fXp  
    堆栈编辑器 \Q BpgMi(  
    •在堆栈编辑器(Stack Editor)中,可以从目录中添加或插入界面。 "Y J;-$rb  
    •VirtualLab的目录提供了几种类型的界面。 所有界面都可以用来定义光栅。 J7aK3 he  
     ]9l%  
    "Z1&z-   
    xWI 0s;k  
    矩形光栅界面 Bo\dt@0;  
    ,, -[P*@  
    •一种可能的界面是矩形光栅界面。 M5bj |tQ4  
    •此类界面适用于简单二元结构的配置。 "/]tFY%Y  
    •在此示例中,由银制成的光栅位于玻璃基板上。 d?+oT0pCH  
    •为此,增加了一个平面界面,以便将光栅结构与基块分开。 R5~vmT5W  
    •在堆栈编辑器的视图中,根据折射率(黑暗表示更高),其他颜色表示不同的材料。 jnLo[Cf,H8  
    q.K$b  
    H<}Fk9  
    C%7,#}[U/  
    矩形光栅界面 z4%F2Czai&  
    •请注意:界面的顺序始终从基板表面开始计算。 "a_D]D(d5  
    •所选界面在视图中以红色突出显示。 FT?1Q'  
    ="nrq&2  
    •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。 :{='TMJ7  
    •可以在光路编辑器(Light Path Editor)中更改此材质。 SbNUX  
    )|1JcnNSa  
    •堆栈周期(Stack Period)允许控制整个配置的周期。 R~?;KJ  
    •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 o_^d>Klb8  
    •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。 ReGb .pf  
    X;a{JjN  
    4Xho0lO&  
    #YMp,i  
    GP k Cgb(  
         vCe<-k  
    矩形光栅界面参数 &@Gu~)^(  
    •矩形光栅界面由以下参数定义 L5P}%1 _  
    - 狭缝宽度(绝对或相对) mZJzBYM)  
    - 光栅周期 B*?PB]  
    - 调制深度 2A;[Ek6{q  
    •可以选择设置横向移位和旋转。 u z2s-,  
    7%x+7  
    uM6!RR!~  
     V# %spW  
    高级选项和信息 'ah0IYe  
    •在传播菜单中,有几个高级选项可用。 2g8P$+;  
    •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 Yt<PKs#E  
    •可以设置总级次数或衰逝波级次数 a9_KQ=&CI  
        (evanescent orders)。 Tsp-]-)  
    •如果考虑金属光栅,这项功能非常实用。 ~O7(0RsCN  
    •相反,在介质光栅的情况下,默认设置就足够了。 %H~gN9Vn#@  
    )'CEWc%  
    zjZTar1Re  
         :NyEd<'  
    •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 e*Med)tc^$  
    •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。 ZvKMRW  
    •此外,有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 4gNRln-  
    •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。 ~0{Kga  
    )GKgK;=~  
    n^)9QQ  
         _Cs}&Bic_  
    过渡点列表界面 -Dm.z16  
    •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 EKw\a  
    •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 ,(=]6V  
    •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。 ymCIk /\  
    ;i?!qB>baX  
    odn`%ok  
    过渡点列表参数 meD (ja  
    •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 ! HC<aWb  
    •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。 TAoR6aE  
    'U0I.x(  
    cY]Y8T)  
         /8HO7E+5  
    •必须在周期化(Periodization)选项卡中设置此界面的周期。 <5}du9@  
    •此处,可以定义x方向和y方向的周期。 4^^rOi0  
    •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。 GLF"`M/g  
    `R?W @,@'  
    ghj~r  
    j'x{j %U  
    高级选项及信息 X($SBUS6  
    •同样,可以在高级设置选项卡页面上调整和研究分解结构的数据。 K7VG\Ec  
    ][1u:V/ U  
    EC&,0i4n:  
    =Q/>g6  
    正弦光栅界面 ~{Bi{aK2  
    •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 W (=B H  
    •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 [wG%@0\  
    •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: >MrU^t  
    - 脊的材料:基板的材料 x@}Fn:c!5  
    - 凹槽材料:光栅前面的材料 @v=q,A8_  
    2H "iN[2A  
    L:Eb(z/D  
         y]9U FL"  
    正弦光栅界面参数 gXJ^o;R>M  
    - 正弦光栅界面也由以下参数定义: Z?mg1;Q  
    •光栅周期 jy2nn:1#^  
    •调制深度 PlUjjJU  
    - 可以选择设置横向移位和旋转。 -"H4brj;G  
    - 由于这是光栅界面(类似于矩形和锯齿借口),因此不必选择周期。 d]`,}vi#E9  
    x&vD,|V!  
    L|w-s4L  
         S>E.*]_  
    高级选项和信息 i8.[d5  
    •同样,可以在高级设置选项卡中调整和研究分解结构的数据。 b{Ss+F  
    ]l%.X7M9  
    H-w|JH>g  
    Y sV  
    高级选项及信息 RkwY3 s"  
    •如果增加层数(例如,增加2倍),则离散化变得光滑。 o |iLBh$)  
    w%n]~w=8  
    $twF93u$  
    锯齿光栅界面 CF_!{X_k}  
    •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 =rF8[Q0K  
    •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 I|z#Aoc  
    •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: W F<V2o{k  
    - 脊的材料:基板的材料 %'z3es0  
    - 凹槽材料:光栅前面的材料 _6 `4_<c=  
    jRAL(r|  
    2A+,. S_!x  
    *, K \A  
    锯齿光栅界面参数 xltu g##  
    •锯齿光栅界面也由以下参数定义: ;i>E @  
    - 光栅周期 EZBzQ""  
    - 调制深度 edx'p`%d5  
    •此外,闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 Kf~+jYobO  
    •可以选择设置横向移位和旋转。 V0i$"|F+ E  
    •由于这是光栅界面(类似矩形和正弦型),因此不必选择周期。 AAgA]OD,  
    NhX.yLb$   
    KL]!E ~i  
         z?[DW*  
    高级选项和信息 _9r{W65s  
    •同样,可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 ,O$C9pH9  
    f34&:xz2U  
    探测器位置的注释 gQ#T7  
    关于探测器位置的注释 G9Tix\SpF  
    •在VirtualLab中,探测器默认位于基板后面的空气中。 #jiqRhm  
    •如果光栅包含在复杂的光学装置中,则必须这样做。 )A=g# D#  
    •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。 +9CUnRv  
    •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)。 :X*LlN  
    •可以避免这些干涉效应的不良影响。 [bJnl>A  
    MDt?7c  
     
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