s!=!A 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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f3\w99\o r}Q@VS%% 本用例展示了......
DvU~%%(0^ •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构,例如:
bv_AJ4gS - 矩形光栅界面
J~:kuf21 - 过渡点列表界面
1gL8$.B? - 锯齿光栅界面
MQhYJ01i - 正弦光栅界面
yW'BrTw
•如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。
a#>t+.dd AZ}%MA;q 光栅工具箱初始化 o(BYT9|.kw •初始化
:r[W'h_% - 开始
>E{#HPpBi 光栅
9eksCxFg 通用光栅光路图
)vxVg*.Ee •注意:使用特殊类型的光栅,例如: 矩形形状,
$K;_Wf 可直接选择特定的光路图。
%Tk}s fx dVK@Fgo
&xF4p,7 ,2Sv1v$ 光栅结构设置 AJdlqbd'+ •首先,必须定义基板(基块“Base Block”)的厚度和
材料。
8j({=xbg&
us(sZG •在VirtualLab中,光栅结构在所谓的堆栈(stack)中定义。
#IcT
@( •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。
N}e(. c|8KT
L+`}euu5 5LnB]dW •例如,选择第一个界面上的堆栈。
Zm?G'06 uBV^nUjS"m 堆栈编辑器 Bx_8@+ •在堆栈编辑器(Stack Editor)中,可以从目录中添加或插入界面。
e/ppZ> •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。
%DHP ;L MEU_
4{1c7g uT@8 _9 矩形光栅界面 y$"~^8"z "y3dwSS •一种可能的界面是矩形光栅界面。
E$oA+n~ •此类界面适用于简单二元结构的配置。
+Uc&%Px •在此示例中,由银制成的光栅位于
玻璃基板上。
KG7X8AaK# •为此,增加了一个平面界面,以便将光栅结构与基块分开。
yS(=eB_ •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。
H>Iet}/c $/-wgyP3m+
Fb$5&~d SvCK;$: 矩形光栅界面 ,L8I7O}A; •请注意:界面的顺序始终从基板表面开始计算。
;FIMCJS •所选界面在视图中以红色突出显示。
GHJQ d&G8G
-+Awm{X_@ •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。
\^^hG5f •可以在光路编辑器(Light Path Editor)中更改此材质。
P,LXZ
lu9Ir>c •堆栈周期(Stack Period)允许控制整个配置的周期。
B_6v'=7] •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。
({}O
M=_ •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。
9X*eE 8EVF<@{]
/(z0I.yE h)aWerzL
/s-jR]#VA cC(ubUR 矩形光栅界面参数 /ltP@*bo •矩形光栅界面由以下参数定义
ML9T(th6v - 狭缝宽度(绝对或相对)
NUO,"Bqq - 光栅周期
Y+Q,4s - 调制深度
[{fF)D<tC •可以选择设置横向移位和旋转。
9-e[S3ziM \?Oly171
c Gaz$=/ .\hib.n3 高级选项和信息 5)o-]S> •在传播菜单中,有几个高级选项可用。
N!4xP.Ps •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。
Vzv.e6_ •可以设置总级次数或衰逝波级次数
He$mu=$q{ (evanescent orders)。
QP-<$P;~ •如果考虑金属光栅,这项功能非常实用。
{D_4~heF •相反,在介质光栅的情况下,默认设置就足够了。
7;#dX~>@{ t&?v9n"X
;@ ! d!& w[$Wpae •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。
]mGsNQ ].H •层分解(Layer Decomposition)和过渡点分解(Transition Point Decomposition)设置可用于调整结构的离散化。 默认设置适用于几乎所有光栅结构。
r~BQy' •此外,有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。
8a If{(/k •分解预览(Decomposition Preview)按钮提供用于FMM计算的结构数据的描述。 折射率由色标表示。
+#*z"a` @_weMz8}
Qak@~b J\8l%4q3 过渡点列表界面 >p+gx,N •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。
*R~(:z>> •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。
/;(%Xd&: •同样,平面界面用于将光栅材料或介质与其中一个基板分离。
do?n /<@o
.f!eRV.& )9W#5V$ 过渡点列表参数 A#07Ly8kXn •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。
b-=[(]_$h •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。
W3-Rs&se 06W=(fY
,IvnNnl2 @p'v.;~# •必须在周期化(Periodization)选项卡中设置此界面的周期。
u5)A+.v •此处,可以定义x方向和y方向的周期。
D;8V{Hs •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。
n|`):sP ;<GTtt#D
KD3To% !Z2n;.w 高级选项及信息 n^(yW •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。
_q 9lr8hx u0H`%m
F'_8pD7 S2GBX1 正弦光栅界面 gkn/E}K# •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。
HG6{`i •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。
f*&JfP •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料:
g~sNY|% - 脊的材料:基板的材料
g~["O!K3 - 凹槽材料:光栅前面的材料
e/#&5ISk {%k;V ~
Tb6x@MorP Q7aDl8L xn 正弦光栅界面参数 $aI MQ[( - 正弦光栅界面也由以下参数定义:
"RX5] eJc\ •光栅周期
F`}w0=-*( •调制深度
i/EiUH/~ - 可以选择设置横向移位和旋转。
v})Ti190 - 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。
iiDk k PC7.+;1
8GZjIW*0oq jmzvp6N$8 高级选项和信息 =F-^RnO%\ •同样,可以在高级设置选项卡中调整和研究分解结构的数据。
4<>:] y#0Z[[I0
CN>};>WlG f?^xh 高级选项及信息 ~:b~f]lO •如果增加层数(例如,增加2倍),则离散化变得光滑。
l"!;Vkg.5 qNVw+U;2P
#zD+DBTAu 锯齿光栅界面 Cx'=2Y 7 •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。
LZ]pyoi •此界面允许配置闪耀结构的光栅。
&WU*cfJn)A •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料:
htSk2N/ - 脊的材料:基板的材料
hs uJ;4}$q - 凹槽材料:光栅前面的材料
<aD+Ki6 Lcb59Cs6e
*,*5sV =gyK*F(RK 锯齿光栅界面参数 LKY
Q? •锯齿光栅界面也由以下参数定义:
ne*aC_)bT - 光栅周期
] CE2/6Ph - 调制深度
% 7: •此外,闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。
RIc< •可以选择设置横向移位和旋转。
yiA\$mtO •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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qz2d'OhmtH CI{TgL:l 高级选项和信息 @V u[Tg}J •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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