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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
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/DQaGq/Ld ydRC1~f0 本用例展示了...... Sz- Jy: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 r E}%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 ?l9XAWt\
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 z O-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 \[;0KV_ - 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
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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]5KN •可以避免这些干涉效应的不良影响。 wLIMv3;k
4Z3su^XR L;z?aZ7n 文件信息 p
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