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infotek 2020-08-20 09:58

使用界面配置光栅结构

摘要 KGH/^!u+R  
x^4xq#Bb7  
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。 npJt3 Y_I  
0Z[oKXm1p  
/DQaGq/Ld  
ydRC1~f0  
本用例展示了...... Sz- J y:j  
•如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构,例如: u! "t!2I  
- 矩形光栅界面 3 @ak<9&  
- 过渡点列表界面 (q+)'H%iK  
- 锯齿光栅界面 6f')6X'x  
- 正弦光栅界面 [W %$qZlP  
•如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 P9g en6  
),G=s Oo  
光栅工具箱初始化 W`\R%>$H  
•初始化  1%4sHSN  
-  开始 h%}/Cmx[  
光栅 3)\8%Ox  
通用光栅光路图 ]o cWt3|  
•注意:使用特殊类型的光栅,例如: 矩形形状, vnWWneeNr  
可直接选择特定的光路图。 h4q|lA6!k8  
Llr>9(|  
}VS5gxI1.  
yKYTi3_(  
光栅结构设置 rE}%KsZ  
•首先,必须定义基板(基块“Base Block”)的厚度和材料。 9E>xIJ@J2T  
sZx/Ee   
•在VirtualLab中,光栅结构在所谓的堆栈(stack)中定义。 B!vmQR*1  
•堆栈可以附到基板的一侧或两侧。  =-IbS}3  
gw, UQbnu  
(h >-&.`&  
:<}=e@/~|  
•例如,选择第一个界面上的堆栈。 *:ZDd  
tmQH|'>>  
堆栈编辑器 N5a*7EJv+  
•在堆栈编辑器(Stack Editor)中,可以从目录中添加或插入界面。 N[s}qmPha  
•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。 x>Zn?YR,"  
WZ.@UN,  
zT!drq:x  
|&RU/a  
矩形光栅界面 rg^'S1x|  
`DV.+>O-1  
•一种可能的界面是矩形光栅界面。 Kx>qz.wwI?  
•此类界面适用于简单二元结构的配置。 mIK7p6  
•在此示例中,由银制成的光栅位于玻璃基板上。 ogyTO|V=  
•为此,增加了一个平面界面,以便将光栅结构与基块分开。 ;M)QwF1  
•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。 9I}-[|`u  
M7pOLP_1jB  
7S}_F^  
3B84^>U<  
矩形光栅界面 HMSO=)@+  
•请注意:界面的顺序始终从基板表面开始计算。 6}d.5^7lr  
•所选界面在视图中以红色突出显示。 vX/T3WV  
LDPUD'  
•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。 3yVMXK  
•可以在光路编辑器(Light Path Editor)中更改此材质。 #qK:J;Sn3  
jPUwSIP  
•堆栈周期(Stack Period)允许控制整个配置的周期。 RW<D<5C  
•此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 )h7<?@wv&  
•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。 vSEuk}pk  
?l9XAW t\  
4 o Fel.o  
g:hjy@ w  
k$blEa4  
gEy?s8_,  
矩形光栅界面参数 ,U2*FZ["  
•矩形光栅界面由以下参数定义 A1O' |7X  
- 狭缝宽度(绝对或相对) YtmrRDQs  
- 光栅周期 ]s<[D$ <,  
- 调制深度 o~`/_ +  
•可以选择设置横向移位和旋转。 e"|efE  
JMC. w!  
4h|c<-`>t  
;r<^a6B  
高级选项和信息 Ayxkv)%:@)  
•在传播菜单中,有几个高级选项可用。 *\ R ]NV  
•传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 !2%HhiB'   
•可以设置总级次数或衰逝波级次数 0XE4<U   
(evanescent orders)。 Te"ioU?.  
•如果考虑金属光栅,这项功能非常实用。 p{r}?a  
•相反,在介质光栅的情况下,默认设置就足够了。 >;e~WF>+K  
"~sW"n(F_  
Cd#(X@n  
wW>A_{Y  
•高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 +^60T$  
•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。 ag [ZW  
•此外,有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 Fs9!S a7v  
•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。 9X}10u:  
^aItoJq  
&u$Q4  
oB(?_No7  
过渡点列表界面 u^^[Q2LDU}  
•另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 "L IF.)  
•此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 rV` #[d  
•同样,平面界面用于将光栅材料或介质与其中一个基板分离。 DX#Nf""Pw  
Ag-(5:  
(KjoSN( K  
过渡点列表参数 n<LEler#M  
•过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 }Y12  
•上限(Upper Limit)必须设置为大于所需光栅周期一半的值,但在周期性结构的情况下自动设置。 rBQ_iB_  
,LHn90S  
'$i: 2mn,  
}|h# \$w  
•必须在周期化(Periodization)选项卡中设置此界面的周期。 9}rS(/@ }  
•此处,可以定义x方向和y方向的周期。 0yk]o5a++  
•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。 Ytn9B}%o  
Wf+cDpK  
.]8ZwAs=&  
hNC&T`.-~B  
高级选项及信息 zO-z%y  
•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。 /CrSu  
5AFJC?   
"Wct({n  
=x/X:;)>  
正弦光栅界面 R$R *'l  
•另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 \j$&DCv   
•此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 Y`~Ut:fZ  
•如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: 0{5w 6  
- 脊的材料:基板的材料 S\CCrje  
- 凹槽材料:光栅前面的材料 /:cd\A}  
A#e%^{q$  
9SX +  
hZ|z|!g0  
正弦光栅界面参数 \[;0 KV_  
- 正弦光栅界面也由以下参数定义: cn3#R.G~  
•光栅周期 "BM#4  
•调制深度 /!0={G  
- 可以选择设置横向移位和旋转。 &h}#HS>l  
- 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。 |Tv#4st  
Sj3+l7S?  
y'3rNa]G1  
=}~hWL  
高级选项和信息 #$.;'#u'so  
•同样,可以在高级设置选项卡中调整和研究分解结构的数据。 D, k6$`  
J"0`%'*/  
z}.e]|b^H  
'6DBs8>1  
高级选项及信息 !Lu2  
•如果增加层数(例如,增加2倍),则离散化变得光滑。 ,V7nzhA2  
` ./$&'  
wi!?BCseq  
锯齿光栅界面 9=s<Ld  
•另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 zrvF]|1UP  
•此界面允许配置闪耀结构的光栅。 jVEGj5F;N  
•如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: [CY9^N  
- 脊的材料:基板的材料 ~]sc^[  
- 凹槽材料:光栅前面的材料 P?%s #I:  
ez7A4>/  
M$ wC=b  
:@yEQ#nFp  
锯齿光栅界面参数 ${DUCud,kY  
•锯齿光栅界面也由以下参数定义: (|2t#'m  
- 光栅周期 ]>!K3kB  
- 调制深度 )L? P}$+  
•此外,闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 )Om*@;r(  
•可以选择设置横向移位和旋转。 rm7ANMB:  
•由于这是光栅界面(类似矩形和正弦型),因此不必选择周期。 TP*hd  
x5pdS:  
#`^}PuQ  
;[ZEDF5H  
高级选项和信息 @@f"%2ZR[  
•同样,可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 {FI&^39 F$  
0S"mVZ*P  
探测器位置的注释 KR} ?H#%  
关于探测器位置的注释 /'SNw?&  
•在VirtualLab中,探测器默认位于基板后面的空气中。 Cp\6W[2+B  
•如果光栅包含在复杂的光学装置中,则必须这样做。 w?L6!)oiz  
•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。 sJKI!   
•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)。 l]5K N  
•可以避免这些干涉效应的不良影响。 wLIMv3;k  
4Z3su^XR  
L;z?a Z7n  
文件信息
p T?}Kc  
g _9C*  
j^*dmX  
g&L!1<, p  
+Ze} B*0  
QQ:2987619807  }FROB/  
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