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2020-08-20 09:58 |
使用界面配置光栅结构
摘要 =3~5I& +69[06F 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。 1<9=J`(H `6No6.\J
Oax6_kmOj `@_jDo 本用例展示了...... +.czj,Sq •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构,例如: j1Ns|oph1 - 矩形光栅界面 ??]b,f4CNa - 过渡点列表界面 h!~Qyb>W - 锯齿光栅界面 q>m[vvt" - 正弦光栅界面 a"8H(HAlNn •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 sOm&7A? DpIk$X 光栅工具箱初始化 +TN*6V{D •初始化 "\qm +g - 开始 QG
1vP.K 光栅 yGC3B00Z 通用光栅光路图 $$eBr8 •注意:使用特殊类型的光栅,例如: 矩形形状, pE6r7 可直接选择特定的光路图。 WQv`%%G2> toel!+
W];l[D<S* ;O {"\H6 光栅结构设置 9-EdT4=r, •首先,必须定义基板(基块“Base Block”)的厚度和材料。 MS& 'Nj
iZ 9ed]mf •在VirtualLab中,光栅结构在所谓的堆栈(stack)中定义。 sV`p3L8pl •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 :`Xg0J+P W_[ tdqey
R_Uy.0=4 Na<);Pg •例如,选择第一个界面上的堆栈。 7w.9PNhy .Ix[&+LsY 堆栈编辑器 qP72JxT •在堆栈编辑器(Stack Editor)中,可以从目录中添加或插入界面。 _*n
4W^8 •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。 J#?z/ 3v( zE?@_p1gei
>n jX=r. KVPWJHGr 矩形光栅界面 !"dAwG?S u_6x{",5I •一种可能的界面是矩形光栅界面。 l a>H& •此类界面适用于简单二元结构的配置。 Nq#B4Zx •在此示例中,由银制成的光栅位于玻璃基板上。 /-Nq DRmJ •为此,增加了一个平面界面,以便将光栅结构与基块分开。 ^AC2 zC •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。 GxA[N qD{~QHDa
)^m"fQ+ TnJNs 矩形光栅界面 "6>+IF •请注意:界面的顺序始终从基板表面开始计算。 !wH'dsriD •所选界面在视图中以红色突出显示。 Uac.8wQh
6)_h'v<|M •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。 !&R|P|7qN} •可以在光路编辑器(Light Path Editor)中更改此材质。 '?d5L+9
;jFUtG •堆栈周期(Stack Period)允许控制整个配置的周期。 "-g5$v$de •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 g:Ry.=F7W •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。 =J'&.@Dwz *&~
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S>y}|MG l4\ !J/df
nf,Ez eHUb4,%P 矩形光栅界面参数 c=33O,_ •矩形光栅界面由以下参数定义 Bs^p!4=
- 狭缝宽度(绝对或相对) YqYobL*q/ - 光栅周期 Vsd4; - 调制深度
/~pB_l •可以选择设置横向移位和旋转。 n7hjYNJ .J\i !
zin'&G>l Cw h[R 高级选项和信息 Dw.Pv)'$ •在传播菜单中,有几个高级选项可用。 UD^=@?^7 •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 Vs(D(d, •可以设置总级次数或衰逝波级次数 I36ClOG (evanescent orders)。 C^*}*hYk$ •如果考虑金属光栅,这项功能非常实用。 C@ "l" •相反,在介质光栅的情况下,默认设置就足够了。 n1rJ^q-G )5w# n1
sq+cF/jo6 J/\^3rCB •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 qm"AatA •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。 h&z(;B!;y. •此外,有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 __[bKd. •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。 eNr2-R *OHaqe(*
S(G&{KG z
9~|Su 过渡点列表界面 O]G3 l0 •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 o^+g2;Ro •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 fn Pej?f: •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。 b;"Z`/h
iy [W:<c7j ,b74m 过渡点列表参数 !~te&ccPE •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 XF`?5G~~# •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。 X"S")BQ
q 6gB;m$:fV
-"d&Ow7o yXCJ? •必须在周期化(Periodization)选项卡中设置此界面的周期。 !0Eo9bU%@ •此处,可以定义x方向和y方向的周期。 .]ZMxDZ •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。 #F ;@Qi3z \)2~oN
oTk?a!Q 0w?G&jjNtM 高级选项及信息 (XQ:f|( •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。 sEcg;LFp Us4#O&
A (ZtA[G /`b`ai8`8 正弦光栅界面 EsjZ;D,c( •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 ~iU@ns|g\ •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 q82yh& •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: s@pIcNvx - 脊的材料:基板的材料 ApqNV - 凹槽材料:光栅前面的材料 .t$1B5 =4LyE6
lh*!f$2~ DQ%(X&k 正弦光栅界面参数 @8U8> 'zDE - 正弦光栅界面也由以下参数定义: l'kVi •光栅周期 =|_k a8{? •调制深度 }Ih5`$ - 可以选择设置横向移位和旋转。 o~ReeZ7)Zg - 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。 M`QK{$1p V( 3rTDg
uF<\|y rFt ZBXn&Gm 高级选项和信息 ?/^{sW'
| •同样,可以在高级设置选项卡中调整和研究分解结构的数据。 LqoH]AcN *M+ CA_I(
eNFZD1mS s5u 高级选项及信息 PAs.T4Av^ •如果增加层数(例如,增加2倍),则离散化变得光滑。 "In$|A\?E wo_iCjmK
G[\3)@I 锯齿光栅界面 fx= %e •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 xqzB=0 •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 a\Dw*h?b~ •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: 7hfa?Mcz - 脊的材料:基板的材料 jn#Ok@tZ - 凹槽材料:光栅前面的材料 !k=~a] ?CZ*MMV
k~pbXA*u Mx=L lC) 锯齿光栅界面参数 X.JPM{] •锯齿光栅界面也由以下参数定义: x<h-F - 光栅周期 q{RT~,% - 调制深度 xI^nA2g •此外,闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 3R ZD=` •可以选择设置横向移位和旋转。 21.N+H' •由于这是光栅界面(类似矩形和正弦型),因此不必选择周期。 o]m56 R4[dh.lf
+@#k<.yqn @BS7Gyw 高级选项和信息 5=9gH •同样,可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 (vr
v-4
AX2On}&bf 探测器位置的注释 S9@)4|3C|p 关于探测器位置的注释 1[H1l; •在VirtualLab中,探测器默认位于基板后面的空气中。 Q^\f,E\S •如果光栅包含在复杂的光学装置中,则必须这样做。 oM)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。 :gacP? •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)。 ^+q4* X6VB •可以避免这些干涉效应的不良影响。 g)#.|d+
PvB-Cqc &P3ep[]j 文件信息 T^n0 =| QX&1BKqWn
=}Xw}X+[WY o? {rPFR @8s:,Y_ QQ:2987619807 g$$j:U*-
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