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    [技术]使用界面配置光栅结构 [复制链接]

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    光币
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    只看楼主 正序阅读 楼主  发表于: 2023-01-11
    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。 #'Y6UGJ\n  
    MQH8Q$5D  
    |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。 {S"  
    > <  _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 ])ALAAIc-  
    -k[tFBl w  
    •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。 < 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。 }!yD^:[ 5  
    7~l  
    X6N]gD  
    $L&9x3+?Kg  
    矩形光栅界面 Dss/>! mN  
    ^I0GZG  
    •一种可能的界面是矩形光栅界面。 EO 9kE.g  
    •此类界面适用于简单二元结构的配置。 i h$@:^\  
    •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。 tp0!,ne*  
    < ;,S"e  
    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。 {?>bblw/d  
    $YGIN7_Gg  
    •此外,此处无法定义光栅前方的介质(指最后一个接界面后面的介质)。 它自动取自光栅元件前面的材料。 5Ckk5b  
    •可以在光路编辑器(Light Path Editor)中更改此材质。 4z0R\tjT  
    ;/)Mcx]n  
    •堆栈周期(Stack Period)允许控制整个配置的周期。  IB.'4B7  
    •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 bUAR<R'E  
    •如果是简单的光栅结构,建议选择“取决于界面周期”(Dependent from Period of Interface)选项,并选择适当的周期性界面索引。 u5{5ts+:  
     10l1a4  
    %M;_(jda  
    uRB)g  
    )(?UA$"  
         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。 y[^k*,= 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$1fy0f[l  
    •如果考虑金属光栅,这项功能非常实用。 ].k+Nzf_  
    •相反,在介质光栅的情况下,默认设置就足够了。 J2oWssw"  
    N)vk0IM!  
    ~3'OiIw1@  
         Hlt8al3  
    •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 ;Oi[:Ck  
    •层分解(Layer Decomposition)和过渡点分解(Transition Point Decomposition)设置可用于调整结构的离散化。 默认设置适用于几乎所有光栅结构。 ;Txv -lfS  
    •此外,有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 56bud3CVs  
    •分解预览(Decomposition Preview)按钮提供用于FMM计算的结构数据的描述。 折射率由色标表示。 ]e@0T{!  
    ~<2 IIR$H  
    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]!7BHC  
    •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。 n2xLgK=  
    (<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>A g  
    •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。 QQg8+{>  
    E ;BPN  
    %Y cxC0S[  
    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。 y*VQ]aJ  
    DU5:+" u3  
    r/NSD$-n  
    KGV.S  
    正弦光栅界面 m,W) N9 M  
    •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 F_A%8)N  
    •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 GBH_r 0  
    •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: Vs#"SpH{'  
    - 脊的材料:基板的材料 7|&e[@B  
    - 凹槽材料:光栅前面的材料 Y7<zm}=(/  
    up\oWR:  
    !_CX2|  
         CS/Mpmsp  
    正弦光栅界面参数 doP$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。 ,HFs.9#&B  
    "+=Pp  
    )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。 $4Z+F#mx  
    :P3{Nxa  
    2O 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。 rRB~=J"  
    ~9Z h,p ;  
    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 cAD[3b[Gk  
    |xn#\epy@  
    '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: n-DaX 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。 $9 K(F~/  
    •由于这是光栅界面(类似矩形和正弦型),因此不必选择周期。 U4BqO :sd  
    \K;op2  
    8".2)W4*  
         cJCU*(7&  
    高级选项和信息 B`fH^N  
    •同样,可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 o\Uu?.-<  
    cFK @3a  
    探测器位置的注释 GcT;e5D  
    关于探测器位置的注释 H$!+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。 l<(cd,  
    OO nX`  
     
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