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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 MClvmv^  
    ![hVTZ,hyZ  
    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。 NTy0NH  
    m6YDyQC  
    B,avI&7M;S  
    Fpckb18}(O  
    本用例展示了...... Oq4J$/%  
    •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构,例如: ylPDM7Ka  
    - 矩形光栅界面 pipqXe  
    - 过渡点列表界面 6U[bAp  
    - 锯齿光栅界面 9vw0box  
    - 正弦光栅界面 JVt(!%K}&  
    •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 >Qold7 M  
    |n q}#  
    光栅工具箱初始化 0zrZrl  
    •初始化 .wJv_  
    -  开始 Y=tx kN  
    光栅 ~CQTPR  
    通用光栅光路图 <imIgt|`2  
    •注意:使用特殊类型的光栅,例如: 矩形形状, $Oi@B)=4d+  
    可直接选择特定的光路图。 (|_N2R!  
    61=D&lb  
    a534@U4,  
    9Netnzv%  
    光栅结构设置 /.<2I  
    •首先,必须定义基板(基块“Base Block”)的厚度和材料 Y=YIz>u  
    zpM%L:S  
    •在VirtualLab中,光栅结构在所谓的堆栈(stack)中定义。 9Bw.Ih[Z  
    •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 ! C|VX,w  
    <j^bk"l p  
    5fDnr&DR  
    1:VbbOu->V  
    •例如,选择第一个界面上的堆栈。 8nQjD<-  
    \aB>Q"pS  
    堆栈编辑器 D0HLU ~o  
    •在堆栈编辑器(Stack Editor)中,可以从目录中添加或插入界面。 K3On8  
    •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。 rA6lyzJ  
    / +9o?Kxya  
    LJ+Qe%|  
    wU1h(D2&h  
    矩形光栅界面 )MlT=k6S  
    ;!H|0sv  
    •一种可能的界面是矩形光栅界面。 FatLc|[  
    •此类界面适用于简单二元结构的配置。 rXG?'jN  
    •在此示例中,由银制成的光栅位于玻璃基板上。 Kb5 YA  
    •为此,增加了一个平面界面,以便将光栅结构与基块分开。 $2lPUQZ<5  
    •在堆栈编辑器的视图中,根据折射率(黑暗表示更高),其他颜色表示不同的材料。 41Htsj  
    +?[,{WtV  
    e SlZAdK  
    -`<KjS  
    矩形光栅界面 k7\ ,N o}  
    •请注意:界面的顺序始终从基板表面开始计算。 f9FLtdh \7  
    •所选界面在视图中以红色突出显示。 '&n4W7  
    7GVI={ b  
    •此外,此处无法定义光栅前方的介质(指最后一个接界面后面的介质)。 它自动取自光栅元件前面的材料。 Vp~c$y+  
    •可以在光路编辑器(Light Path Editor)中更改此材质。 i>}aQ:&^0  
    =vc8u&L2  
    •堆栈周期(Stack Period)允许控制整个配置的周期。 P}RewMJ$L  
    •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 qTD^Vz V  
    •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。 xhmrep6+<  
    hEv}g  
    g7r_jj%ow  
    k}h\RCy%f  
    _0: }"!Gq  
    GoTJm}[N P  
    矩形光栅界面参数 "0edk"hk  
    •矩形光栅界面由以下参数定义 G378,H  
    - 狭缝宽度(绝对或相对) {} gr\  
    - 光栅周期 QqU>V0y"w(  
    - 调制深度 cN(Toj'`  
    •可以选择设置横向移位和旋转。 a/v!W@Zz}  
    DLP G  
    U81--'@y  
    m}oqs0xx  
    高级选项和信息 g!*5@k|C  
    •在传播菜单中,有几个高级选项可用。 U'K{>"~1a  
    •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 ?cRGdLP'D  
    •可以设置总级次数或衰逝波级次数 yoc;`hO-  
    (evanescent orders)。 /-v6jiM  
    •如果考虑金属光栅,这项功能非常实用。 UBZ37P  
    •相反,在介质光栅的情况下,默认设置就足够了。 q*E<~!jL  
    *(>,\8OVf  
    S pqbr@j  
    8nSEAr~  
    •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 THl={,Rw`  
    •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。 2@~hELkk/E  
    •此外,有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 d%wy@h  
    •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。 ooW;s<6  
    bB->7.GXu  
    ?n0Z4 8%  
    C ks;f6G  
    过渡点列表界面 =]swhF+l-  
    •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 *@1(!A  
    •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 $2gX!)  
    •同样,平面界面用于将光栅材料或介质与其中一个基板分离。 4 [K"e{W3  
    )5NjwLs  
    >nqCUhS   
    过渡点列表参数 {k"t`uo_  
    •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 4[VW~x07  
    •上限(Upper Limit)必须设置为大于所需光栅周期一半的值,但在周期性结构的情况下自动设置。 -\dcs?  
    g;n6hXq4  
    BD.>aAi!  
    vi1 D<  
    •必须在周期化(Periodization)选项卡中设置此界面的周期。 dvX[,*wz  
    •此处,可以定义x方向和y方向的周期。 "z6 xS;  
    •在这种情况下,可以忽略内部和外部定义区域的设置,因为接口的扩展已经被周期性边界条件截断。 n;+`%;6  
    K275{ydN  
    nd4Z5=X  
    XTro;R=#  
    高级选项及信息  2.>aL  
    •同样,可以在高级设置选项卡页面上调整和研究分解结构的数据。 #q mv(VB4  
    J\%SAit@  
    ]I<w;.z  
    t3(~aH  
    正弦光栅界面 !-cK@>.pE  
    •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 3[Xc:;+/  
    •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 s'4%ZE2Dr  
    •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: -2/&i  
    - 脊的材料:基板的材料 V<&^zIJUR  
    - 凹槽材料:光栅前面的材料 RoLN#  
    h; "pAE  
    z55g'+Kab  
    =v:}{~M^$  
    正弦光栅界面参数 %5yP^BL0  
    - 正弦光栅界面也由以下参数定义: s$D"  
    •光栅周期 vi; yT.  
    •调制深度 -%)S~ R  
    - 可以选择设置横向移位和旋转。 =!N,{V_  
    - 由于这是光栅界面(类似于矩形和锯齿借口),因此不必选择周期。 rf=oH }  
    9@^N* E+  
    yE_T#FN  
    F"| ;  
    高级选项和信息 Q u_=K_W  
    •同样,可以在高级设置选项卡中调整和研究分解结构的数据。 0 H0U%x8  
    9cXL4  
    K0'= O  
    Z/e^G f#i  
    高级选项及信息 C1w6[f1+  
    •如果增加层数(例如,增加2倍),则离散化变得光滑。 yW]>v>l:Eg  
    oH"VrS 6  
    k!0vpps  
    锯齿光栅界面 l[Ko>  
    •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 <El!,UBq<  
    •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 oEJxey]B7  
    •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: ufB9\yl{~  
    - 脊的材料:基板的材料 UXPF"}S2  
    - 凹槽材料:光栅前面的材料 t3<HE_B|  
    j*_>/gi  
    ,X)/ T!ff  
    d04fj/B  
    锯齿光栅界面参数 _T(77KLn;  
    •锯齿光栅界面也由以下参数定义: _+ERX[i  
    - 光栅周期 CuFlI?~8 z  
    - 调制深度 Ch'e'EmI  
    •此外,闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 :4x&B^,53  
    •可以选择设置横向移位和旋转。  ,8)aK y  
    •由于这是光栅界面(类似矩形和正弦型),因此不必选择周期。 V(=3K"j  
    d;g]OeF  
    ^%t{:\  
    6 g)X&pZ  
    高级选项和信息 *t bgIW+h  
    •同样,可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 xgJyG.?  
    G7k.YtW  
    探测器位置的注释 }+fBJ$  
    关于探测器位置的注释 $xK(bc'{  
    •在VirtualLab中,探测器默认位于基板后面的空气中。 F#Bi*YY  
    •如果光栅包含在复杂的光学装置中,则必须这样做。 +:3p*x%1H  
    •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。 SN5Z@kK  
    •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)。 F>U*Wy  
    •可以避免这些干涉效应的不良影响。 'e*:eBoyb  
    mMtva}=*  
     
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