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infotek 2020-08-20 09:58

使用界面配置光栅结构

摘要 6*lTur9ni  
DKPX_::  
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。 MIsjTKE  
Z7V 1e<E  
l <Tkg9  
Y#=0C*FS  
本用例展示了...... dli?/U@hO  
•如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构,例如: G yvEc3|@  
- 矩形光栅界面 }Cvf[H1+  
- 过渡点列表界面 mcP]k8?C  
- 锯齿光栅界面 f 0~<qT?:n  
- 正弦光栅界面 A% -*M 'J  
•如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 Q;*TnVbJ  
U6t>UE6k  
光栅工具箱初始化 F *=>=  
•初始化 i/6(~v  
-  开始 _s[ohMlh  
光栅 -lQ8 &eB  
通用光栅光路图 ^a0{"|Lq  
•注意:使用特殊类型的光栅,例如: 矩形形状, [i== Tp  
可直接选择特定的光路图。 2`9e20  
j_H9l,V  
A_tdtN<  
\uQ yp*P1s  
光栅结构设置 v,I4ozDx  
•首先,必须定义基板(基块“Base Block”)的厚度和材料。 ?NOc]'<(G  
)"/.2S;  
•在VirtualLab中,光栅结构在所谓的堆栈(stack)中定义。 3yX^93  
•堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 n0bm 'qw  
?1T)cd*  
LUc!a4i"fO  
}F!tM"X\  
•例如,选择第一个界面上的堆栈。 xAbx.\  
<j,ZAA&5%Y  
堆栈编辑器 Z@2^> eC  
•在堆栈编辑器(Stack Editor)中,可以从目录中添加或插入界面。  ?12[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。 R}_B\#Q  
/'' |bIPa  
>o9tlO)  
^SM>bJ1Z_  
矩形光栅界面 |L[/]@|  
O?L6Ues  
•一种可能的界面是矩形光栅界面。 aO)Cq5  
•此类界面适用于简单二元结构的配置。 Tsg;i;  
•在此示例中,由银制成的光栅位于玻璃基板上。 c|m*< i  
•为此,增加了一个平面界面,以便将光栅结构与基块分开。 bWWZGl9  
•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。 GVR/p  
6l]jm j)/  
OIJNOuI  
K G<. s<  
矩形光栅界面 0Lb:N]5m8  
•请注意:界面的顺序始终从基板表面开始计算。 o1lhVM`15  
•所选界面在视图中以红色突出显示。 znnnqR0us  
Gf71udaa  
•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。 o]/*YaB2>  
•可以在光路编辑器(Light Path Editor)中更改此材质。 tf[)Q:|  
CGw,RNV  
•堆栈周期(Stack Period)允许控制整个配置的周期。 3MX&%_wUhB  
•此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 %4'<0  
•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。 Cq8.^=}_  
u+EZ"p;o  
JOwm|%>3a  
9U&~H*Hf  
)hG4,0hv&  
9`y@2/!Y  
矩形光栅界面参数 {$qE>ic  
•矩形光栅界面由以下参数定义 4}4cA\B:n  
- 狭缝宽度(绝对或相对) g$f+X~Q  
- 光栅周期 tVQq,_9C  
- 调制深度 59Lc-JJ  
•可以选择设置横向移位和旋转。 Ui?iMtDr  
HpP82X xj  
DwmK?5p  
qofD@\-  
高级选项和信息 fofYe0z  
•在传播菜单中,有几个高级选项可用。 A |u-VXQ  
•传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 )iX2r{  
•可以设置总级次数或衰逝波级次数 s!<RWy+  
(evanescent orders)。 eWWqK9B.-  
•如果考虑金属光栅,这项功能非常实用。 I'`90{I  
•相反,在介质光栅的情况下,默认设置就足够了。 8Sxk[`qx\K  
IJ]rVty  
O NVhB  
xO[V>Ud  
•高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 {x{~%)-  
•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。 ]A%]W^G  
•此外,有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 =U7P\s w2  
•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。 ) >te|@}o  
mq}V @H5  
%@9c'6  
J6 J">  
过渡点列表界面 (^oN, 7  
•另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 v]Fw~Y7l!  
•此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 'B:8tv  
•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。 D%}rQ,*  
!He_f-eZ  
v-Tkp Yn  
过渡点列表参数 nuH=pIq6x  
•过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 a[Nm< qV05  
•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。 A(_HM qA]  
OxQ5P;O  
|\2>n!  
4#qZ`H,Ur)  
•必须在周期化(Periodization)选项卡中设置此界面的周期。 LLc^SP j  
•此处,可以定义x方向和y方向的周期。 A+|bJ>q  
•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。 nll=Vd[  
e"y-A&|  
,wf:Fr  
~R&rQJJeJ  
高级选项及信息 7Kf  
•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。 L{&>,ww  
Y'{}L@"t  
I cASzSjYX  
ebn3r:IU-  
正弦光栅界面 z3Yi$*q <  
•另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 Mz.C`Z>o  
•此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 DIABR%0  
•如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: 15@2h  
- 脊的材料:基板的材料 cLEd -{x  
- 凹槽材料:光栅前面的材料 LC4VlfU  
#SKC>M Gz  
Atb`Q'Yrw  
xax[# Vl4  
正弦光栅界面参数 c2t`i  
- 正弦光栅界面也由以下参数定义: ~s-bA#0S  
•光栅周期 ht*N[Pi4;  
•调制深度 ftvu69f  
- 可以选择设置横向移位和旋转。 eL>wKu:r  
- 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。 e^em^1H( %  
X-tw)  
vf zC2  
Nyt*mbd5 {  
高级选项和信息 ^vxx]Hji  
•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。 O:sqm n  
V:#rY5X  
WH4rZ }Z`  
)w~1VcnJEp  
高级选项及信息 @  R[K8  
•如果增加层数(例如,增加2倍),则离散化变得光滑。 ,ss"s3  
5kGQf  
v-N4&9)%9  
锯齿光栅界面 >|, <9z`D  
•另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 T ay226  
•此界面允许配置闪耀结构的光栅。 tmOy"mq67  
•如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: -.r"|\1X  
- 脊的材料:基板的材料 r!1f>F*dt  
- 凹槽材料:光栅前面的材料 TE;f*!  
1$1>cuu  
Oe x   
g4=C]\1  
锯齿光栅界面参数 (V&8 WN  
•锯齿光栅界面也由以下参数定义: w+"E{#N  
- 光栅周期 q_6lD~~q^  
- 调制深度 sVr|kvn2  
•此外,闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 }-sh  
•可以选择设置横向移位和旋转。 @Co6$<  
•由于这是光栅界面(类似矩形和正弦型),因此不必选择周期。 V,=5}qozQ  
 pdm(7^  
Xq )7Im}?  
)^BZ,e  
高级选项和信息 +pq) 7  
•同样,可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 .71ZeLv*  
k-a1^K3  
探测器位置的注释 G62;p#  
关于探测器位置的注释 ]zVQL_%,  
•在VirtualLab中,探测器默认位于基板后面的空气中。 P>u2""c  
•如果光栅包含在复杂的光学装置中,则必须这样做。  Uj\t04  
•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。 8G3 Z,8P4(  
•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)。 vs$h&o>|  
•可以避免这些干涉效应的不良影响。 k~so+k&=b  
4CchE15  
Iila|,cM  
文件信息
"=n%L +6%  
5Pq6X  
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QQ:2987619807 kssRwe%>;  
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