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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 正序阅读 楼主  发表于: 2023-01-11
    cn_KHz=  
    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。 gyMy;}a  
    NQbgk+&wD  
    dlV HyCW  
    |JUAR{  
    本用例展示了...... @G>&Gu;5  
    •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构,例如: 'Hq#9?<2M  
    - 矩形光栅界面 y<8o!=Tb5  
    - 过渡点列表界面 OBM&N  
    - 锯齿光栅界面 C !Lu`y  
    - 正弦光栅界面 /-ewCCzZV  
    •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 3=lQZi<]%  
    pN;Tt+}  
    光栅工具箱初始化 >ufN[ab  
    •初始化 Ve\!:,(Y_  
    -  开始 wqQrby<  
    光栅 !xC IvKW  
    通用光栅光路图 G'_5UP!  
    •注意:使用特殊类型的光栅,例如: 矩形形状, kgFx  
        可直接选择特定的光路图。 EhIa31>X  
    {*qz<U >  
    M ~6k[ew  
    H#I%6k*\a  
    光栅结构设置 HO8x:2m  
    •首先,必须定义基板(基块“Base Block”)的厚度和材料 $olITe"$g  
    7/c9azmC  
    •在VirtualLab中,光栅结构在所谓的堆栈(stack)中定义。 >D$NEO^  
    •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 |0N1]Hf   
    q9m-d-!)  
    rgrsNr:1  
    X&Pj  
    •例如,选择第一个界面上的堆栈。 p( [FZ  
    `SESj)W(y  
    堆栈编辑器 IlP@a[:_  
    •在堆栈编辑器(Stack Editor)中,可以从目录中添加或插入界面。 X;p4/ *U  
    •VirtualLab的目录提供了几种类型的界面。 所有界面都可以用来定义光栅。 HNL;s5gq  
    jE, oEt O;  
    kD4J{\  
    E1rxuV|9  
    矩形光栅界面 l*4_  
    [- x]%  
    •一种可能的界面是矩形光栅界面。 k3B]u.Lo  
    •此类界面适用于简单二元结构的配置。 ^sZ,(sc{G  
    •在此示例中,由银制成的光栅位于玻璃基板上。 gl"1;C  
    •为此,增加了一个平面界面,以便将光栅结构与基块分开。 8`  f=E h  
    •在堆栈编辑器的视图中,根据折射率(黑暗表示更高),其他颜色表示不同的材料。 VTJ,;p_UH  
    f5|Ew&1EP  
    zE4TdT1y|  
    pr"~W8  
    矩形光栅界面 @D&}ZV=J  
    •请注意:界面的顺序始终从基板表面开始计算。 75#&hi/~  
    •所选界面在视图中以红色突出显示。 rXg#_c5j  
    ;Quk%6;[N  
    •此外,此处无法定义光栅前方的介质(指最后一个接界面后面的介质)。 它自动取自光栅元件前面的材料。 C XiSin  
    •可以在光路编辑器(Light Path Editor)中更改此材质。 /M8&`  
    x[H9<&)D  
    •堆栈周期(Stack Period)允许控制整个配置的周期。 73d7'Fw  
    •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 5"&{Egc_  
    •如果是简单的光栅结构,建议选择“取决于界面周期”(Dependent from Period of Interface)选项,并选择适当的周期性界面索引。 >Sh"/3%q  
    dWAKIBe  
    ob;$yn7ZO1  
    B[6y2+6$0  
    -_|U"C$  
         cv  /  
    矩形光栅界面参数 lCMU{)  
    •矩形光栅界面由以下参数定义 #i~2C@]  
    - 狭缝宽度(绝对或相对) SPK% ' s  
    - 光栅周期 "~zQN(sR"P  
    - 调制深度 1K'.QRZMb9  
    •可以选择设置横向移位和旋转。 F~_)auH  
    DU%j;`3  
    Yy:Q/zw o  
    %?[H=v(b  
    高级选项和信息 x_TtS|   
    •在传播菜单中,有几个高级选项可用。 L[FNr&  
    •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 i=G.{.  
    •可以设置总级次数或衰逝波级次数 8 m T..23  
        (evanescent orders)。 XN1\!CM8  
    •如果考虑金属光栅,这项功能非常实用。 ;\Vi~2!8  
    •相反,在介质光栅的情况下,默认设置就足够了。 d;10[8:5=  
    ,| EaW& 2  
    H6PS7g"  
         j4G?=oDb  
    •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 /*8Ms`  
    •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。 w;p!~o &  
    •此外,有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 m!-,K8  
    •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。 ` d[ja,  
    Nn;p1n dN  
    T m0m$l  
         #YMU}4=:  
    过渡点列表界面 /"M7YPX;  
    •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 Gf{FFIe(  
    •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 :b_R1ZV|  
    •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。 $|yO mh  
    H,!3s<1  
    ~~_!&  
    过渡点列表参数 -gpF%g`H  
    •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 BiUOjQC#  
    •上限(Upper Limit)必须设置为大于所需光栅周期一半的值,但在周期性结构的情况下自动设置。 >=_Z\ wA  
    )Ekp <2B:0  
    ,\BGxGNAmV  
         i YJzSVO  
    •必须在周期化(Periodization)选项卡中设置此界面的周期。 .l->O-=  
    •此处,可以定义x方向和y方向的周期。 {)QSxO  
    •在这种情况下,可以忽略内部和外部定义区域的设置,因为接口的扩展已经被周期性边界条件截断。 i$A0_ZJKjZ  
    aBO%qmtt  
    ;*Cu >f7  
    q{W@J0U  
    高级选项及信息 *y;(c)_w/%  
    •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。 fQ^45ulz  
    \666{.a  
    y0R5YCq\":  
    : _>/Yd7-&  
    正弦光栅界面 Q( C\X  
    •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 K)AJx"  
    •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 =2z9Aq{  
    •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: D#T1~r4  
    - 脊的材料:基板的材料 D e>'  
    - 凹槽材料:光栅前面的材料 >~kSe=Hsb4  
    4$=Dq$4z  
    VHJ-v!  
         oD]riA>jC  
    正弦光栅界面参数 4q`$nI Bi  
    - 正弦光栅界面也由以下参数定义: `&"-|  
    •光栅周期 ;c'9Xyl-  
    •调制深度 J0e~s  
    - 可以选择设置横向移位和旋转。 ,rB"ag !  
    - 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。 M8 E8r  
    "`Q.z~  
    /\S1p3EW*  
         'L w4jq  
    高级选项和信息 +@Oo)#V|.  
    •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。 a_UVb'z  
    EPQ~V  
    l%?D%'afN  
    m8q3Pp  
    高级选项及信息 38wt=0br  
    •如果增加层数(例如,增加2倍),则离散化变得光滑。 h]rF2 B  
    )19As8rL/o  
    cC.=,n  
    锯齿光栅界面 vpy_piG|  
    •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 HCh;Xi  
    •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 XCNfogl  
    •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: tp='PG.6  
    - 脊的材料:基板的材料 b5hJaXJN  
    - 凹槽材料:光栅前面的材料 Dl kHE8r\  
    ^rI<}cfR  
    g7*ii X  
    km; M!}D  
    锯齿光栅界面参数 Zc"Vf]:  
    •锯齿光栅界面也由以下参数定义: .!ThqYo  
    - 光栅周期 s6(iiB%d  
    - 调制深度 [Yx)`e  
    •此外,闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 '1lr "}"Q+  
    •可以选择设置横向移位和旋转。 KLI(Rve24  
    •由于这是光栅界面(类似矩形和正弦型),因此不必选择周期。 =#@eDm%  
    "#H@d+u  
    | fMjg'%{}  
         ~RV>V*l  
    高级选项和信息 =v4;t'_^  
    •同样,可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 EK^B=)q6:W  
    o0Z(BTO  
    探测器位置的注释 y9?~^pTx  
    关于探测器位置的注释 3Zm'09A-.  
    •在VirtualLab中,探测器默认位于基板后面的空气中。 x&6SjlDb$K  
    •如果光栅包含在复杂的光学装置中,则必须这样做。 "T/ vE  
    •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。 %[:\ZwT,-  
    •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)。 VtX9}<Ch~  
    •可以避免这些干涉效应的不良影响。 -e"~UDq`  
    x.rOP_rs  
     
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