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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
    #3Ej0"A@-B  
    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。 M9s43XL(&  
    BF@5&>E  
    \SiHrr5  
    O%JsUKV  
    本用例展示了...... ]Q4PbW  
    •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构,例如: wLOQhviI^-  
    - 矩形光栅界面 8L -4}!~C  
    - 过渡点列表界面 JpxbB)/  
    - 锯齿光栅界面 5`E`Kb+@  
    - 正弦光栅界面 * K,hrpYR  
    •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 Z<ajET`)  
    IObx^N_K  
    光栅工具箱初始化 MZ5Y\-nq\  
    •初始化 Cl6m$YUt  
    -  开始 GjeUUmr  
    光栅 .5Knbc  
    通用光栅光路图 a4T~\\,dZ>  
    •注意:使用特殊类型的光栅,例如: 矩形形状, i>Fvmw  
        可直接选择特定的光路图。 ^IVe[P'  
    _^ q\XPS  
    [Y$5zeA  
    7}?k^x,1  
    光栅结构设置 WgA`kT  
    •首先,必须定义基板(基块“Base Block”)的厚度和材料 OQ(D5GR:4  
    cGE=.  
    •在VirtualLab中,光栅结构在所谓的堆栈(stack)中定义。 (S  k#x  
    •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 .73zik   
    a#+>w5  
    _\dt?(m|  
    8M^wuRn  
    •例如,选择第一个界面上的堆栈。 _)KY  
    dU]i-NF  
    堆栈编辑器 {[2tG U9  
    •在堆栈编辑器(Stack Editor)中,可以从目录中添加或插入界面。 k]?z~p  
    •VirtualLab的目录提供了几种类型的界面。 所有界面都可以用来定义光栅。 k7^R,.c@  
    c[VrC+e m  
    )?w&oIj5  
    %5JW< 9  
    矩形光栅界面 7L=T]W  
    P</s)"@  
    •一种可能的界面是矩形光栅界面。 .Gizz</P~  
    •此类界面适用于简单二元结构的配置。 _i3i HR?  
    •在此示例中,由银制成的光栅位于玻璃基板上。 t`"^7YFS>  
    •为此,增加了一个平面界面,以便将光栅结构与基块分开。 'h-3V8m^e  
    •在堆栈编辑器的视图中,根据折射率(黑暗表示更高),其他颜色表示不同的材料。 m|pTn#*`  
    #B @X  
    5x8'K7/4.  
    RT% x&j  
    矩形光栅界面 NJ ZXs_%>$  
    •请注意:界面的顺序始终从基板表面开始计算。 _QR g7  
    •所选界面在视图中以红色突出显示。 \bhOPK>w  
    c[SU5 66y  
    •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。 I4)Nb WQ  
    •可以在光路编辑器(Light Path Editor)中更改此材质。 fNkuX-om  
    XQ]`&w(  
    •堆栈周期(Stack Period)允许控制整个配置的周期。 Kb}MF9?:e  
    •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 Zta$R,[9h  
    •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。 Lf >YdD  
    x6LjcRS|  
    ||uZ bP@  
    o2DtCU-A  
    xE%O:a?S  
         !#q{Z>H`  
    矩形光栅界面参数 ~}BJ0P(VMc  
    •矩形光栅界面由以下参数定义 ?>sQF4 V"  
    - 狭缝宽度(绝对或相对) Aj,]n>{  
    - 光栅周期 $^t<9" t  
    - 调制深度 \}Dpb%^\  
    •可以选择设置横向移位和旋转。 < CDA"  
    TWUUvj`.  
    OCCEL9d  
    /I`3dWL  
    高级选项和信息 [*<.?9n)or  
    •在传播菜单中,有几个高级选项可用。 B={/nC}G~  
    •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 uJgI<l'|e3  
    •可以设置总级次数或衰逝波级次数 pA<eTlH  
        (evanescent orders)。 Q uB+vL  
    •如果考虑金属光栅,这项功能非常实用。 Z | We9%  
    •相反,在介质光栅的情况下,默认设置就足够了。 sGSsUO:@j;  
    e#.\^   
    <"?*zx&  
         + 3h`UF  
    •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 /|?F)%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。 ! ao6e  
    •此外,有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 <;%0T xK|U  
    •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。 iNQ0p:<k  
    a5a1'IVq  
    (#$$nQj  
         Ox^:)ii  
    过渡点列表界面 P.c O6+jGR  
    •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 =+<d1W`>0  
    •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 ~AQ>g#|%  
    •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。 3qtr9NI  
    b$Ln} <  
    $Z ]z  
    过渡点列表参数 vI Vr@1S  
    •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 CZY7S*fL  
    •上限(Upper Limit)必须设置为大于所需光栅周期一半的值,但在周期性结构的情况下自动设置。 #zt*xS[{0  
    Q[uAIyv0  
    =h|wwQE  
         MLV:U  
    •必须在周期化(Periodization)选项卡中设置此界面的周期。 r,4lqar;E  
    •此处,可以定义x方向和y方向的周期。 1* ^'\W.  
    •在这种情况下,可以忽略内部和外部定义区域的设置,因为接口的扩展已经被周期性边界条件截断。 "b]#MO}P  
    ! RPb|1Y}+  
    fywvJ$HD]L  
    *_1[[~Aw  
    高级选项及信息 NG" yPn  
    •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。 \gItZ}+c4}  
    A2NF<ZsD  
    -f9]v9|l  
    7)^:8I(  
    正弦光栅界面 ;wR 'z$8  
    •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 Q`A6(y/s?  
    •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 cwe1^SJ6y  
    •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料:  8gC)5Y  
    - 脊的材料:基板的材料 OR4!YVVQ  
    - 凹槽材料:光栅前面的材料 jJBnDxsA  
    YTQps&mD.  
    M4KWN'  
         /syVGmS'M  
    正弦光栅界面参数 Gf0,RH+  
    - 正弦光栅界面也由以下参数定义: 9JnY$e<&  
    •光栅周期 }mZV L~|V  
    •调制深度 gcf6\f}\<  
    - 可以选择设置横向移位和旋转。 O> c$sL0g  
    - 由于这是光栅界面(类似于矩形和锯齿借口),因此不必选择周期。 0y~<%`~  
    zN{JJ3-  
    jQ=~g-y  
         inAAgW#s}  
    高级选项和信息 !tXZ%BP.u  
    •同样,可以在高级设置选项卡中调整和研究分解结构的数据。 ~e">_;k6  
    d-B7["z,  
    he$XLTmr:  
    Kesy2mE  
    高级选项及信息 C5@V/vA  
    •如果增加层数(例如,增加2倍),则离散化变得光滑。 aY)2eY  
    <7XT\?%F  
    y3eHF^K+$  
    锯齿光栅界面 PB53myDQ  
    •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 @I-Lv5  
    •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 "e6|"w@8  
    •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: QTmZ( >z  
    - 脊的材料:基板的材料 1J}8sG2`  
    - 凹槽材料:光栅前面的材料 `f9gC3Hk  
    2p!"p`b~  
    wO.iKX;  
    %gd(wzco  
    锯齿光栅界面参数 "i&"* ~  
    •锯齿光栅界面也由以下参数定义: ,v9f~qh  
    - 光栅周期 nSx]QREL!  
    - 调制深度 ^qvZ XS  
    •此外,闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 q,%:h`t\  
    •可以选择设置横向移位和旋转。 zj|WZ=1*Wp  
    •由于这是光栅界面(类似矩形和正弦型),因此不必选择周期。 x\\~SGd  
    +jP~s  
    IQH[Q9%  
         o[1ylzk}+  
    高级选项和信息 JC#>Td  
    •同样,可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 3c3OG.H$8  
    Kw5Lhc1V  
    探测器位置的注释 D@oCP =m<  
    关于探测器位置的注释 IMGP'g  
    •在VirtualLab中,探测器默认位于基板后面的空气中。 > \Sr{p5KR  
    •如果光栅包含在复杂的光学装置中,则必须这样做。 mQ~:Y  
    •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。 NbRn*nb/T  
    •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)。 fc_2D|  
    •可以避免这些干涉效应的不良影响。 -&2B@]]  
    x=Hndx^  
     
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