C%?D E@k 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。
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|ezO@ Ox*T:5 本用例展示了......
bA^:p3 •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构,例如:
IA 9v1:> - 矩形光栅界面
k=~pA iRDN - 过渡点列表界面
D3AtYt - 锯齿光栅界面
_&Uo|T - 正弦光栅界面
PSqtZN •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。
5YG@[ic 2j/1@Z1j= 光栅工具箱初始化 '`~(Fkj •初始化
\v
P2B - 开始
xVz -_z 光栅
X.AWs=:- 通用光栅光路图
}%ZG>LG5J •注意:使用特殊类型的光栅,例如: 矩形形状,
(9 z.IH7}k 可直接选择特定的光路图。
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_Z
0CVsDVA t"bPKFRy9E 光栅结构设置 !_z<W~t" •首先,必须定义基板(基块“Base Block”)的厚度和
材料。
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-k[tFBlw •在VirtualLab中,光栅结构在所谓的堆栈(stack)中定义。
J%-lw{FC •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。
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J<;?%] k5%0wHpk =
g*r{!:,t 8&A|)ur4 •例如,选择第一个界面上的堆栈。
qqt.nrQ^ >&Ui* 堆栈编辑器 MHr0CYyb. •在堆栈编辑器(Stack Editor)中,可以从目录中添加或插入界面。
60~>f)vu •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。
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X6N]gD $L&9x3+?Kg 矩形光栅界面 Dss/>!
mN ^I0GZG •一种可能的界面是矩形光栅界面。
EO9kE.g •此类界面适用于简单二元结构的配置。
i h$@:^\ •在此示例中,由银制成的光栅位于
玻璃基板上。
lfpt:5a9& •为此,增加了一个平面界面,以便将光栅结构与基块分开。
Eagmafu •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。
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N} x/&e &b@!DAwAJ 矩形光栅界面 ! N"L`RWD •请注意:界面的顺序始终从基板表面开始计算。
#SihedWi •所选界面在视图中以红色突出显示。
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$YGIN7_Gg •此外,此处无法定义光栅前方的介质(指最后一个接界面后面的介质)。 它自动取自光栅元件前面的材料。
5Ckk5b •可以在光路编辑器(Light Path Editor)中更改此材质。
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;/)Mcx] n •堆栈周期(Stack Period)允许控制整个配置的周期。
IB.'4B7 •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。
bUAR<R'E •如果是简单的光栅结构,建议选择“取决于界面周期”(Dependent from Period of Interface)选项,并选择适当的周期性界面索引。
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%M;_(jda
uRB)g
) (?UA$" 32bkouq 矩形光栅界面参数 O2'bNR •矩形光栅界面由以下参数定义
ll<9f) - 狭缝宽度(绝对或相对)
@^:7UI_ - 光栅周期
bDh:!M - 调制深度
e1 {t0f •可以选择设置横向移位和旋转。
Ot2zhR ) ><#2O
CNpe8M=/3 uku}Mr"p 高级选项和信息 =_?pOq •在传播菜单中,有几个高级选项可用。
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9 •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。
%g]$Vfpy •可以设置总级次数或衰逝波级次数
m>abK@5na (evanescent orders)。
7$1fy0f[l •如果考虑金属光栅,这项功能非常实用。
].k+Nzf_ •相反,在介质光栅的情况下,默认设置就足够了。
J2oWssw" N)vk0IM!
~3'OiIw1@ Hlt8al3 •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。
;Oi[:Ck •层分解(Layer Decomposition)和过渡点分解(Transition Point Decomposition)设置可用于调整结构的离散化。 默认设置适用于几乎所有光栅结构。
;Txv-lfS •此外,有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。
56bud3CVs •分解预览(Decomposition Preview)按钮提供用于FMM计算的结构数据的描述。 折射率由色标表示。
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k"q!|+&Fs /slm
]' 过渡点列表界面 !y
qa?\v9 •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。
j]!7B HC •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。
9k=U0]!ch •同样,平面界面用于将光栅材料或介质与其中一个基板分离。
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(<bm4MPf |2
YubAIZ( 过渡点列表参数 F}6DB* •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。
#hD}S~ •上限(Upper Limit)必须设置为大于所需光栅周期一半的值,但在周期性结构的情况下自动设置。
{uaZ<4N. Yo~LckFF
rP^TN^bd| G%P>Ag •必须在周期化(Periodization)选项卡中设置此界面的周期。
VxkCK02k •此处,可以定义x方向和y方向的周期。
(B_7\}v|_ •在这种情况下,可以忽略内部和外部定义区域的设置,因为接口的扩展已经被周期性边界条件截断。
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%Ycx C0S[ 3d*&': 高级选项及信息 Ow
cVPu_ •同样,可以在高级设置选项卡页面上调整和研究分解结构的数据。
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r/NSD$-n KGV.S 正弦光栅界面 m,W) N9 M •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。
F_A%8)N •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。
GBH_r0 •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料:
Vs#"SpH{' - 脊的材料:基板的材料
7|&e[@B - 凹槽材料:光栅前面的材料
Y7<zm}=(/ up\oWR:
!_CX2| CS/Mpmsp 正弦光栅界面参数 doP$N3Zm - 正弦光栅界面也由以下参数定义:
O1GDugZ •光栅周期
K0w<[CO •调制深度
[[:UhrH- - 可以选择设置横向移位和旋转。
f4]N0 - 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。
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)y9 ;OA v,/[&ASz 高级选项和信息 {Ge+O<mD
•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。
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eshkE WtEI] WO 高级选项及信息 ?b||Cr •如果增加层数(例如,增加2倍),则离散化变得光滑。
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QX[Djz0H8 锯齿光栅界面 ^_v[QV •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。
b2N6L2~V •此界面允许配置闪耀结构的光栅。
+' %@! •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料:
C:]s;0$3'9 - 脊的材料:基板的材料
Z&_y0W=t - 凹槽材料:光栅前面的材料
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'It?wB W et=7}K]l 锯齿光栅界面参数 GL1'Zo •锯齿光栅界面也由以下参数定义:
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kK - 光栅周期
R (G2qi - 调制深度
eP "`,< •此外,闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。
"'m)VG •可以选择设置横向移位和旋转。
$9K(F~/ •由于这是光栅界面(类似矩形和正弦型),因此不必选择周期。
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8".2)W4*
cJCU*(7& 高级选项和信息 B`fH^N •同样,可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。
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cFK @3a 探测器位置的注释 GcT;e5D 关于探测器位置的注释 H$!+A •在VirtualLab中,探测器默认位于基板后面的空气中。
GF8 -_X •如果光栅包含在复杂的
光学装置中,则必须这样做。
;B~P>n}}_] •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。
fAGctRGH •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)。
OF[?Z •可以避免这些干涉效应的不良影响。
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