yfQE8v+ 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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Y'1V(5/& 本用例展示了......
^#se4qQ •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构,例如:
,$$$_+m\ - 矩形光栅界面
U:hC!t: - 过渡点列表界面
%QLYNuG - 锯齿光栅界面
[zEP| - 正弦光栅界面
8-YrmP2k •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。
v"~I( kf$ W=]",< 光栅工具箱初始化 4+,Z'J%\[7 •初始化
%[m1\h"1 - 开始
[S+-ovl 光栅
uiA:(2AQ 通用光栅光路图
',Pk>f]AB- •注意:使用特殊类型的光栅,例如: 矩形形状,
VTfaZ/e. 可直接选择特定的光路图。
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S'p`ECfVMA DNBpIC5&6 光栅结构设置 LfXr(2u •首先,必须定义基板(基块“Base Block”)的厚度和
材料。
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,8nZzVo •在VirtualLab中,光栅结构在所谓的堆栈(stack)中定义。
@rE)xco •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。
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@6'E8NFl HW Os@!cL •例如,选择第一个界面上的堆栈。
uA`PZ| 6 <S&~q 堆栈编辑器 z}&C(m:al •在堆栈编辑器(Stack Editor)中,可以从目录中添加或插入界面。
9yw/-nA •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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D-:<]D: %ab)Gs 矩形光栅界面 _5 tqO5' [iy;}5XK •一种可能的界面是矩形光栅界面。
Ab<Ok\e5 •此类界面适用于简单二元结构的配置。
Jd"s~n<>K •在此示例中,由银制成的光栅位于
玻璃基板上。
N@a'd0oTd •为此,增加了一个平面界面,以便将光栅结构与基块分开。
wD^do •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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6B+g 05I39/T% 矩形光栅界面 :P~&
b P •请注意:界面的顺序始终从基板表面开始计算。
'oQP:*Btl3 •所选界面在视图中以红色突出显示。
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r tmt 3 •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。
m{dyVE •可以在光路编辑器(Light Path Editor)中更改此材质。
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L^{;jgd&T9 •堆栈周期(Stack Period)允许控制整个配置的周期。
P`IG9 •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。
*u;">H*BW •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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+xBK^5/x >fA@tUQB
vcJb\LW BRXb<M^;_ 矩形光栅界面参数 Bd~cY/M •矩形光栅界面由以下参数定义
C2=iZ`Z>T - 狭缝宽度(绝对或相对)
/,N!g_"Z - 光栅周期
@))}\: - 调制深度
])j|<W/ •可以选择设置横向移位和旋转。
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UtBlP+bE?y OG^WZ.YU 高级选项和信息 !eAdm •在传播菜单中,有几个高级选项可用。
Zjic"E1 •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。
/.kna4k •可以设置总级次数或衰逝波级次数
^&';\O@) (evanescent orders)。
:e<`U~8m •如果考虑金属光栅,这项功能非常实用。
%3c| •相反,在介质光栅的情况下,默认设置就足够了。
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v;bP8)mI kuj12 •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。
7l#2,d4 •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。
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y e(/N+I •此外,有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。
*iRm`)zC( •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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m,gy9$ 60aKT:KLC_ 过渡点列表界面 &I}T<v{f •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。
"?eH=! •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。
[71#@^ye •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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FSU%?PxO )}Rfa}MD 过渡点列表参数 P7wqZ? •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。
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eYf •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。
N;x<| %peL oWx_O-_._
WE.$a t{*h .mT#%ex •必须在周期化(Periodization)选项卡中设置此界面的周期。
G_^iR- •此处,可以定义x方向和y方向的周期。
9o`7Kc/g •在这种情况下,可以忽略内部和外部定义区域的设置,因为接口的扩展已经被周期性边界条件截断。
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x!C8?K=| 2B9i R 高级选项及信息 RrO0uadmn •同样,可以在高级设置选项卡页面上调整和研究分解结构的数据。
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xI@$aTGq bCA2ik 正弦光栅界面 J+71FP`ZH •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。
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][2e •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。
5e#&"sJ.1 •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料:
BSfm?ku"! - 脊的材料:基板的材料
SLdN.4idK - 凹槽材料:光栅前面的材料
5?5-;H :WK"-v
$!|8g`Tm gV"qV 正弦光栅界面参数 't|Un G - 正弦光栅界面也由以下参数定义:
AXl!cgi •光栅周期
r zM Fof •调制深度
:!JpP
R5 - 可以选择设置横向移位和旋转。
%@}o'=[ - 由于这是光栅界面(类似于矩形和锯齿借口),因此不必选择周期。
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lAdDu Iv$:`7|crX 高级选项和信息 8K\'Z •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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,vPe}OKj [3O^0-:6E 高级选项及信息 @br@[RpB •如果增加层数(例如,增加2倍),则离散化变得光滑。
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_:35d1[ 锯齿光栅界面 u0m5JD0/ •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。
7 I_1 #O •此界面允许配置闪耀结构的光栅。
Guk.,}9 •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料:
Vbg10pV0 - 脊的材料:基板的材料
%55@3)V8Rf - 凹槽材料:光栅前面的材料
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-1qZqU$h fCgBH~w,9 锯齿光栅界面参数 ry.;u*F •锯齿光栅界面也由以下参数定义:
*#3*;dya] - 光栅周期
C=fsJ=a5; - 调制深度
$/u1chf •此外,闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。
Ho3dsh) •可以选择设置横向移位和旋转。
0B=[80K;8 •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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ePf+[pV3 exfmq 高级选项和信息 gRBSt
M&hU •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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]JOephX2R 探测器位置的注释 kmryu= 关于探测器位置的注释 #EJhAJ •在VirtualLab中,探测器默认位于基板后面的空气中。
Aj[?aL •如果光栅包含在复杂的
光学装置中,则必须这样做。
!X^Hi=aV •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。
{vs 4vS6 •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)。
R)ERxz# •可以避免这些干涉效应的不良影响。
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