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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 倒序阅读 楼主  发表于: 2024-08-13
    摘要 GFASF,+  
    \]L::"![?  
    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。 mG}^'?^K  
    xdFP$Y~ogy  
    m2-fi*Mgg  
    ZTgAZ5_cz  
    本用例展示了...... }(f.uN_v  
    •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构,例如: rA1zyZlz  
    - 矩形光栅界面 6.`}&E  
    - 过渡点列表界面 BCa90  
    - 锯齿光栅界面 Hm.&f2|(  
    - 正弦光栅界面 U 3wsWSO  
    •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 HiS,q0  
    v ,G-k2$Qe  
    光栅工具箱初始化 & 8:iB {n  
    •初始化 w>9H"Q[  
    -  开始 VAF:Z  
    光栅 k #,Gfs  
    通用光栅光路图 6/V{>MTZg  
    •注意:使用特殊类型的光栅,例如: 矩形形状, ^%4( %68  
    可直接选择特定的光路图。 a?U%l9F  
    &ls!IN  
    WW8L~4Zy  
    um_M}t{  
    光栅结构设置 KoQ_: `  
    •首先,必须定义基板(基块“Base Block”)的厚度和材料。 ,mE]?XyO  
    (Aov}I+  
    •在VirtualLab中,光栅结构在所谓的堆栈(stack)中定义。 7,&]1+n  
    •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 :;hBq4h  
    g8iB;%6  
    qdkTg:QJ,  
    j|$y)FBX  
    •例如,选择第一个界面上的堆栈。 .n|3A3:  
    ;xkf ?|  
    堆栈编辑器 fY+ .#V  
    •在堆栈编辑器(Stack Editor)中,可以从目录中添加或插入界面。 @1qUC"Mg  
    •VirtualLab的目录提供了几种类型的界面。 所有界面都可以用来定义光栅。 t;a}p_>  
    [Xo J7  
    nrD=[kc!w  
    DkMC!Q\  
    矩形光栅界面 LM`tNZ1Fc!  
    Hd@T8 D*A  
    •一种可能的界面是矩形光栅界面。 VTX'f2\  
    •此类界面适用于简单二元结构的配置。 W,oV$ s^  
    •在此示例中,由银制成的光栅位于玻璃基板上。 93p9?4;n-  
    •为此,增加了一个平面界面,以便将光栅结构与基块分开。 -3XnK5  
    •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。 c$Nl-?W  
    ne~#{q  
    h^,YYoA$  
    F9G$$%Q-Z  
    矩形光栅界面 $HnD|_*  
    •请注意:界面的顺序始终从基板表面开始计算。 9mtC"M<   
    •所选界面在视图中以红色突出显示。 [z t&8g  
    7&U+f:-w  
    •此外,此处无法定义光栅前方的介质(指最后一个接界面后面的介质)。 它自动取自光栅元件前面的材料。 ha'm`LiX  
    •可以在光路编辑器(Light Path Editor)中更改此材质。 Cr\/<zy1-e  
    mp$II?hZ*  
    •堆栈周期(Stack Period)允许控制整个配置的周期。 y&|{x "  
    •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 j3'/jk]\  
    •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。 :r+ 1>F$o  
    C2%3+  
    n6+M qN  
    F>{uB!!L4  
    24k}~"We  
    e/~<\  
    矩形光栅界面参数 WED7]2>  
    •矩形光栅界面由以下参数定义 c^UM(bW  
    - 狭缝宽度(绝对或相对) f*f9:xUY  
    - 光栅周期 ,(b~L<zN&  
    - 调制深度 ag4^y&  
    •可以选择设置横向移位和旋转。 'n`$c{N<tM  
    _'v )Fy  
    T>?1+mruM  
    E0'6!9y  
    高级选项和信息 h v+i{Z9!]  
    •在传播菜单中,有几个高级选项可用。 Xc<9[@  
    •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 J8[Xl.  
    •可以设置总级次数或衰逝波级次数 $ O>MV  
    (evanescent orders)。 2Nszxvq,  
    •如果考虑金属光栅,这项功能非常实用。 pfIvBU?  
    •相反,在介质光栅的情况下,默认设置就足够了。 uATRZMai  
    D7oV&vXg  
    !SNtJi$;v  
    :\cJ vm  
    •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 e6/} M3B  
    •层分解(Layer Decomposition)和过渡点分解(Transition Point Decomposition)设置可用于调整结构的离散化。 默认设置适用于几乎所有光栅结构。 b?^<';,5  
    •此外,有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 BF#e=p  
    •分解预览(Decomposition Preview)按钮提供用于FMM计算的结构数据的描述。 折射率由色标表示。 2^+"GCo  
    &}?e:PEy  
    ^u<+tV   
    sRG3`>1  
    过渡点列表界面 r +fzmb  
    •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 YDL)F<Y  
    •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 p5hP}Z4r  
    •同样,平面界面用于将光栅材料或介质与其中一个基板分离。 l\GNd6)H  
    7u(i4O& k  
    Sn,z$-;h;  
    过渡点列表参数 ;RYKqUE  
    •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 &c !-C_L 2  
    •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。 'LI)6;Yc  
    DKH9 O  
    i vk|-C'\  
     glUP  
    •必须在周期化(Periodization)选项卡中设置此界面的周期。 }Z=Qy;zk  
    •此处,可以定义x方向和y方向的周期。 /J:j'6  
    •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。 XDQ1gg`  
    .j.=|5nVo4  
    '{~ ej:  
    XQPJ(.G  
    高级选项及信息 )c/BD C7g  
    •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。 4#uoPkLK  
    SfR_#"Uu  
    wz=I+IN:  
    Y_B( R  
    正弦光栅界面 8'$n|<1X  
    •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 r+crE %-  
    •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 xcA`W|M  
    •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: |Ca n  
    - 脊的材料:基板的材料 R!ij CF\  
    - 凹槽材料:光栅前面的材料 vbU{Et\ ^  
    i\b2P2 `B  
    ~Gza$ K  
    r+2dBp3  
    正弦光栅界面参数 ^EZoP:x(oE  
    - 正弦光栅界面也由以下参数定义: >E#4mm  
    •光栅周期 L\5n!(,0  
    •调制深度 inPGWG K]  
    - 可以选择设置横向移位和旋转。 $I%]jAh6  
    - 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。 xe' *%3-v)  
    `7`iCYiTy  
    BN0))p  
    5{UGSz 1  
    高级选项和信息 KAGq\7  
    •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。 M*Xzr .6  
    Bb6_['y  
    OB:G5B`  
    |ONOF  
    高级选项及信息 Pt$7U[N  
    •如果增加层数(例如,增加2倍),则离散化变得光滑。 (Y86q\DQ?|  
    Q6E80>  
    Zx6BK=4G  
    锯齿光栅界面 rQF%;  
    •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 _#I0m(  
    •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 rHznXME$wZ  
    •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: !#QD;,SE+  
    - 脊的材料:基板的材料 g"xZ{k_3  
    - 凹槽材料:光栅前面的材料 q-H ]Hxv  
    \VW.>@s~  
    H3JWf MlW  
    h4U .wk  
    锯齿光栅界面参数 zPn8>J<.0Q  
    •锯齿光栅界面也由以下参数定义: z 'j%.Dd8  
    - 光栅周期 sy~mcH:%+  
    - 调制深度 .[7m4iJf  
    •此外,闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 `y4+OXZ^  
    •可以选择设置横向移位和旋转。 JP#m} W  
    •由于这是光栅界面(类似矩形和正弦型),因此不必选择周期。 &A>J>b  
    HRk+2'wjAz  
    =d 9%ce  
    wx<DzC  
    高级选项和信息 Xa36O5$4]9  
    •同样,可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 q^gd1K<N  
    3oj30L.  
    探测器位置的注释 w!Z3EA;`  
    关于探测器位置的注释 s f%=q$z  
    •在VirtualLab中,探测器默认位于基板后面的空气中。 H&I 0\upd  
    •如果光栅包含在复杂的光学装置中,则必须这样做。 rz4S"4  
    •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。 !9-dS=:Y  
    •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)。 '8Yx  
    •可以避免这些干涉效应的不良影响。 +:D0tYk2B  
    r]TeR$NJ  
     
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