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infotek 2020-08-20 09:58

使用界面配置光栅结构

摘要 2sUbiDe-  
WJAYM2 6\  
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。 D%A@lMru  
ovz#  
u)7*Rj^  
zwnw'  
本用例展示了...... 9<v}LeX  
•如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构,例如: Bq *[c=(2  
- 矩形光栅界面 0vDg8i\  
- 过渡点列表界面 y<|)'(  
- 锯齿光栅界面 dN<5JQql  
- 正弦光栅界面 Pw= 3PvkL  
•如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 lj*8mS/;h  
8^y=H=  
光栅工具箱初始化  qtzFg#  
•初始化 ~Zmi(Ra  
-  开始 [%jxf\9jJ_  
光栅 _#FIay\ahB  
通用光栅光路图 l&3ki!  
•注意:使用特殊类型的光栅,例如: 矩形形状, dhW<p 5  
可直接选择特定的光路图。 GQ<Ds{exs>  
`dO}L  
YN^T$,*  
O ^0"  
光栅结构设置 _W|R;Cz]  
•首先,必须定义基板(基块“Base Block”)的厚度和材料。 "7d.i(vw  
SF^x=[ir  
•在VirtualLab中,光栅结构在所谓的堆栈(stack)中定义。 n8$=f'Hgb  
•堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 x{Sd P$  
6b<+8w  
[fxuUmU  
Pcdf$a"`  
•例如,选择第一个界面上的堆栈。 5U~OP  
U@?6*,b(.  
堆栈编辑器 JpmB;aL#%  
•在堆栈编辑器(Stack Editor)中,可以从目录中添加或插入界面。 GmbIFOT~  
•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。 q & b5g !  
[f/.!@sj  
rrcwtLNbu  
?q!FG(  
矩形光栅界面 7]s%r ya  
qg4fR' i  
•一种可能的界面是矩形光栅界面。 f05=Mc&)  
•此类界面适用于简单二元结构的配置。 -`Q}tg>cT  
•在此示例中,由银制成的光栅位于玻璃基板上。 |1l&@#j!2  
•为此,增加了一个平面界面,以便将光栅结构与基块分开。 PrSkHxm  
•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。 4P%m>[   
VFSz-<L  
e\9g->DUs  
Us-A+)r*!  
矩形光栅界面 Hbk&6kS  
•请注意:界面的顺序始终从基板表面开始计算。 ?'sXgo.}  
•所选界面在视图中以红色突出显示。  rN"Xz  
2xn<E>]  
•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。 JUQg 'D  
•可以在光路编辑器(Light Path Editor)中更改此材质。 Go <'  
etyCrQ ?U  
•堆栈周期(Stack Period)允许控制整个配置的周期。 >zmzK{A=  
•此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 #*2Rp8n  
•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。 $"8d:N?I[  
DMd ,8W7a  
q (>c`5  
?4G(N=/&  
,[`$JNc  
<'&F;5F3V  
矩形光栅界面参数 //.>>-~1m  
•矩形光栅界面由以下参数定义 #mLuU  
- 狭缝宽度(绝对或相对) ooE{V*Ie  
- 光栅周期 3taa^e.  
- 调制深度 F P@qh  
•可以选择设置横向移位和旋转。 QaQ'OrP  
OVR?*"N_  
5/M ED}9C(  
T'1gy}  
高级选项和信息 2a `J%A  
•在传播菜单中,有几个高级选项可用。 6Cc7ejt|u  
•传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 A-wRah.M  
•可以设置总级次数或衰逝波级次数 mp\%M 1<  
(evanescent orders)。 )~ z Z'^  
•如果考虑金属光栅,这项功能非常实用。 |^GyH$.  
•相反,在介质光栅的情况下,默认设置就足够了。 hz\WZ^  
<o0~H  
z[9UQU~x?  
"8(U\KaX  
•高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 IU!Ht>  
•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。 Wx]d $_  
•此外,有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 q*8lnk  
•分解预览(Decomposition Preview)按钮提供用于FMM计算的结构数据的描述。 折射率由色标表示。 f=aIXhiYU  
'RTtE  
ZHkw6@|  
V1<`%=%_W  
过渡点列表界面 K]fpGo  
•另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 nl n OwyMJ  
•此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 EJm4xkYLj1  
•同样,平面界面用于将光栅材料或介质与其中一个基板分离。 FifbxL  
k^An97J  
&5Y_>{,  
过渡点列表参数 'MQ%)hipA  
•过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 #C*&R>IvY  
•上限(Upper Limit)必须设置为大于所需光栅周期一半的值,但在周期性结构的情况下自动设置。 w%xCTeK[  
U7H9/<&o  
4tJa-7  
[e e30ELn  
•必须在周期化(Periodization)选项卡中设置此界面的周期。 Gvx[ 8I  
•此处,可以定义x方向和y方向的周期。 FtIa*j^G  
•在这种情况下,可以忽略内部和外部定义区域的设置,因为接口的扩展已经被周期性边界条件截断。 '*R%^RK  
 `w<J25  
\dkOK`)b  
keCRvlZ4  
高级选项及信息 Zdn!qyR`  
•同样,可以在高级设置选项卡页面上调整和研究分解结构的数据。 5DFZ^~  
{p/YCch,  
g}Q x`65:  
\Tm}mAvK/o  
正弦光栅界面 m{(+6-8|m  
•另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 Vb)zZ^va+  
•此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 WzlC*iv  
•如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: jv&+<j`r  
- 脊的材料:基板的材料 +jV_Wz  
- 凹槽材料:光栅前面的材料 q#[`KOPV  
TlRk*/PlJ  
^:cRp9l"7  
=r6qX  
正弦光栅界面参数 n?QZFeI`  
- 正弦光栅界面也由以下参数定义: Yx%bn?%;&  
•光栅周期 LP<<'(l`  
•调制深度 flnVYQe  
- 可以选择设置横向移位和旋转。 Ade }g'  
- 由于这是光栅界面(类似于矩形和锯齿借口),因此不必选择周期。 -=5)NH t  
p538r[f<  
J@#?@0]F  
<avQR9'&  
高级选项和信息 _gV8aH ZyM  
•同样,可以在高级设置选项卡中调整和研究分解结构的数据。 4v.d-^  
'`l K'5;  
Y25uU%6t_  
)[&zCq Dc  
高级选项及信息 6|=j+rScv  
•如果增加层数(例如,增加2倍),则离散化变得光滑。 ;j'Daupt;=  
"J19*<~  
|NMO__l@  
锯齿光栅界面 S; /. %  
•另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 h;M3yTM-  
•此界面允许配置闪耀结构的光栅。 >K)2NLW\xA  
•如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: kb #^lO  
- 脊的材料:基板的材料 S/gm.?$V  
- 凹槽材料:光栅前面的材料 >^SEWZ_[  
qX6D1X1_  
2wlKBSON  
~W{-Q.  
锯齿光栅界面参数 AW8'RfC.  
•锯齿光栅界面也由以下参数定义: `;%ZN  
- 光栅周期 $a#H,Xv#  
- 调制深度 iRw&49  
•此外,闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 Ix8$njp[  
•可以选择设置横向移位和旋转。 j43$]'-  
•由于这是光栅界面(类似矩形和正弦型),因此不必选择周期。 qqOFr!)g  
#R5U   
{IM! Wb  
..qd,9H  
高级选项和信息 u, kU$  
•同样,可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 f )NHM'  
;Icixu'O  
探测器位置的注释 1W,(\'^R  
关于探测器位置的注释 #kcSQ'  
•在VirtualLab中,探测器默认位于基板后面的空气中。 H^AE|U*-G  
•如果光栅包含在复杂的光学装置中,则必须这样做。 WES#ZYtT  
•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。 q,l)I+  
•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)。 sC7/9</  
•可以避免这些干涉效应的不良影响。 zG9|K  
q]c5MlJXF  
JK)qZ=  
文件信息
s] au/T6b  
w1^QD^KnH  
Xu}U{x>  
Op}ZB:  
!xK=#pa  
QQ:2987619807 `8g7q 5  
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