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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<p5 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%rya 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 <'
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?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 FP@qh •可以选择设置横向移位和旋转。 QaQ'OrP
OVR?*"N_
5/MED}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 $_ •此外,有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 q*8lnk •分解预览(Decomposition Preview)按钮提供用于FMM计算的结构数据的描述。 折射率由色标表示。 f=aIXhiYU 'RTtE
ZHkw6@| V1<`%=%_W 过渡点列表界面 K]fpGo •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 nl
n OwyMJ •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 EJm4xkYLj1 •同样,平面界面用于将光栅材料或介质与其中一个基板分离。 FifbxL
k^An97J &5Y_>{, 过渡点列表参数 'MQ%)hipA •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 #C*&R>IvY •上限(Upper Limit)必须设置为大于所需光栅周期一半的值,但在周期性结构的情况下自动设置。 w%xCTeK[ U7H9/<&o
4tJa-7 [ee30ELn •必须在周期化(Periodization)选项卡中设置此界面的周期。 Gvx[8I •此处,可以定义x方向和y方向的周期。 FtIa*j^G •在这种情况下,可以忽略内部和外部定义区域的设置,因为接口的扩展已经被周期性边界条件截断。 '*R%^RK
`w<J25
\dkOK`)b keCRvl Z4 高级选项及信息 Zdn!qyR` •同样,可以在高级设置选项卡页面上调整和研究分解结构的数据。 5 DFZ^~ {p/YCch,
g}Qx`65: \Tm}mAvK/o 正弦光栅界面 m{(+6-8|m •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 Vb)zZ^va+ •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 WzlC*iv •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: jv&+<j`r - 脊的材料:基板的材料 +jV_Wz - 凹槽材料:光栅前面的材料 q#[`KOPV TlRk*/PlJ
^:cRp9l"7
=r6qX 正弦光栅界面参数 n?QZFeI` - 正弦光栅界面也由以下参数定义: Yx%bn?%;& •光栅周期 LP<<'(l` •调制深度 flnVYQe - 可以选择设置横向移位和旋转。 Ade}g' - 由于这是光栅界面(类似于矩形和锯齿借口),因此不必选择周期。 -=5)NH
t p538r[f<
J@#?@0]F <avQR9'& 高级选项和信息 _gV8aH ZyM •同样,可以在高级设置选项卡中调整和研究分解结构的数据。 4v.d-^ '`l K'5;
Y25uU%6t_ )[&zCqDc 高级选项及信息 6|=j+rScv •如果增加层数(例如,增加2倍),则离散化变得光滑。 ;j'Daupt;= "J19*<~
|NMO__l@ 锯齿光栅界面 S; /. % •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 h;M3yTM- •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 >K)2NLW\xA •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: kb #^lO - 脊的材料:基板的材料 S/gm.?$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: `;%Z N - 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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