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2020-08-20 09:58 |
使用界面配置光栅结构
摘要 Q#WE|,a V:\]cGA{ 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。 <lOaor
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R*lVUix
JIUtj7HQ O|UxFnB} 本用例展示了...... j,t~ •如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构,例如: TmiWjQv` - 矩形光栅界面 :l~E E! - 过渡点列表界面 ozxYH], - 锯齿光栅界面 vbKQ* - 正弦光栅界面 E&%jeR •如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 T_~KxQ Dq`~XS* 光栅工具箱初始化 j@C0af •初始化 u)7
]1e{ - 开始 SOH%Q_ 光栅 l.7d$8'\ 通用光栅光路图 sA\L7`2H •注意:使用特殊类型的光栅,例如: 矩形形状, 8ath45G @ 可直接选择特定的光路图。 .&chdVcxyS 4p x_ZD#J
E0`[G]*G k6J\Kkk( 光栅结构设置 E{gv,cUM •首先,必须定义基板(基块“Base Block”)的厚度和材料。 {{E jMBg{
( 2zeG` •在VirtualLab中,光栅结构在所谓的堆栈(stack)中定义。 [tm[,VfA^ •堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 F;a3 U"B.:C2
OT+ Ee eKJ:?Lxv; •例如,选择第一个界面上的堆栈。 fM{1Os iIB9j8 堆栈编辑器 Oc^m_U8>^ •在堆栈编辑器(Stack Editor)中,可以从目录中添加或插入界面。 ,|iy1yg( •VirtualLab的目录提供了几种类型的界面。 所有界面都可以用来定义光栅。 /u?9S/ WQ.i$ID/
~B*~'I9b* :p&IX"Hh 矩形光栅界面 u0'i!@795 SJOmeN}4) •一种可能的界面是矩形光栅界面。 fwH`}<o •此类界面适用于简单二元结构的配置。 I<xy?{s •在此示例中,由银制成的光栅位于玻璃基板上。 yXXvs'$R \ •为此,增加了一个平面界面,以便将光栅结构与基块分开。 lJ'trYaq7 •在堆栈编辑器的视图中,根据折射率(黑暗表示更高),其他颜色表示不同的材料。 YJc%h@ _=] v\'rXy
Y.9~Bo<<r 3XGB+$]C 矩形光栅界面 3!bK d2" •请注意:界面的顺序始终从基板表面开始计算。 ,,}sK •所选界面在视图中以红色突出显示。 K{N%kk%F
N)P((>S; •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。 0IpST •可以在光路编辑器(Light Path Editor)中更改此材质。 iz$FcA]
k}-]W@UCa? •堆栈周期(Stack Period)允许控制整个配置的周期。 )ZN(2z •此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 Kny%QBoiw •如果是简单的光栅结构,建议选择“取决于界面周期”(Dependent from Period of Interface)选项,并选择适当的周期性界面索引。 vi<X3G6Xh Cv P`2S\
m'SmN{(t 1N>6rN
>j)
w\i 2H3(HZv 矩形光栅界面参数 7:h<`_HT(X •矩形光栅界面由以下参数定义 ZXh~79 - 狭缝宽度(绝对或相对) zfirb - 光栅周期 v8>!Gft - 调制深度 0FTRm2( •可以选择设置横向移位和旋转。 Vj/fAHR`>' 90?,-6
rQn{L{ .B6`OX&k 高级选项和信息 -!i;7[N •在传播菜单中,有几个高级选项可用。 fWd~-U0M^ •传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 C(xqvK~p •可以设置总级次数或衰逝波级次数 M q76]I% (evanescent orders)。 @uoT{E[ •如果考虑金属光栅,这项功能非常实用。 >H)^6sJ;%b •相反,在介质光栅的情况下,默认设置就足够了。 ([[)Ub$U EZ..^M3
L>0!B8X2 y{YXf!AS •高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 m;1'u;
•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。 lD9%xCo9( •此外,有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 Mp^^!AP 9 •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。 &K+ ^v
]UcnB0
Q^[e/U, L7s>su|c( 过渡点列表界面 j p! •另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 ht2
f-EKf{ •此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 Qk+=znJ •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。 |
A3U@>6
? 7/W> NY.}uZ 过渡点列表参数 .4H_Zt[2 •过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 g[m3IJzq •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。 @bc[
eas hU 9\y
8mk}nex S&5Q~}{, •必须在周期化(Periodization)选项卡中设置此界面的周期。 AQB1gzE •此处,可以定义x方向和y方向的周期。 lTxY6vi •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。 Tld1P69( kw6cFz
q1U&vZ3]c .=>\Qq% 高级选项及信息 c9\B[@-q •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。 8$2l^ $dlnmNP+
5dg-d\6S ?(fQ<i n 正弦光栅界面 7vii9Am7 •另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 A
Z4|&iT •此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 F9Ifw><XM •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: Oyi;bb<# - 脊的材料:基板的材料 nw~/~eM5= - 凹槽材料:光栅前面的材料 QpdujtH` t)\D
b ^uP^](J =@Q#dDnFu% 正弦光栅界面参数 4}.WhE|h - 正弦光栅界面也由以下参数定义: q:TZ=bs^ •光栅周期 &?KPu?9 •调制深度 8W19#?7>B - 可以选择设置横向移位和旋转。 ^zvA?'s - 由于这是光栅界面(类似于矩形和锯齿借口),因此不必选择周期。 ^t\kLU M3DxapG
1 ;_{US5FR aEcktg6h 高级选项和信息 +CsI,Uf4* •同样,可以在高级设置选项卡中调整和研究分解结构的数据。 g2+l@$W RY\{=f
>E//pr)_Km l84h%, 高级选项及信息 "WF(
6z# •如果增加层数(例如,增加2倍),则离散化变得光滑。 E9yFREvQc 4a(g<5wfI
) 1lJ<g# 锯齿光栅界面 wm); aWP •另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 3S[w' •此界面允许配置闪耀结构的光栅。 D< nlb- •如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: s(1_: - 脊的材料:基板的材料 SRA|7g}7W - 凹槽材料:光栅前面的材料 c*y$bf< YWt"|
el <<D Fy}MXe"f 锯齿光栅界面参数 cJU!zG •锯齿光栅界面也由以下参数定义: /Nj:!!
AN - 光栅周期 PphR4 sIM - 调制深度 '#cT4_D^lI •此外,闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 qPFG+~\c •可以选择设置横向移位和旋转。 `A4QU,0
8h •由于这是光栅界面(类似矩形和正弦型),因此不必选择周期。 +zFV~]b OoAr%
Nw9-pQ 7,V!Iv^X 高级选项和信息 &[?u1qQ%o •同样,可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 L Q I: ]d
s,UN'~e1 探测器位置的注释 &+E'1h10 关于探测器位置的注释 GW>7R6i •在VirtualLab中,探测器默认位于基板后面的空气中。 ;kyL>mV{ •如果光栅包含在复杂的光学装置中,则必须这样做。 XEf&Yd •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。 % +kT •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)。 Pe+ 8~0o=R •可以避免这些干涉效应的不良影响。 ^7ea6G"
|d/x~t= ?)Czl4J 文件信息 .oi}SG |xsV(jK8
8!o{W=m^4 U:mq7Rd8 (n":]8} QQ:2987619807 dI#8CO
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