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infotek 2020-08-20 09:58

使用界面配置光栅结构

摘要 =3~5I&  
+69[06F  
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。 1<9=J`(H  
`6No6.\J  
Oax6_kmOj  
`@_j Do  
本用例展示了...... +.czj,Sq  
•如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构,例如: j1 Ns|oph1  
- 矩形光栅界面 ??]b,f4CNa  
- 过渡点列表界面 h!~Qyb>W  
- 锯齿光栅界面 q>m[vvt"  
- 正弦光栅界面 a"8H(HAlNn  
•如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 sOm&7A?  
DpIk$X  
光栅工具箱初始化 +TN*6V{D  
•初始化 "\qm+g  
-  开始 QG 1vP.K  
光栅 yGC3B00Z  
通用光栅光路图 $$eBr8  
•注意:使用特殊类型的光栅,例如: 矩形形状, pE 6r7  
可直接选择特定的光路图。 WQv`%%G2>  
toel!+  
W];l[D<S*  
;O {"\H6  
光栅结构设置 9-E dT4=r,  
•首先,必须定义基板(基块“Base Block”)的厚度和材料。 MS& 'Nj  
iZ9ed ]mf  
•在VirtualLab中,光栅结构在所谓的堆栈(stack)中定义。 sV`p3L8pl  
•堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 :`Xg0J+P  
W_[ tdqey  
R_Uy.0=4  
N a<);Pg  
•例如,选择第一个界面上的堆栈。 7w.9PNhy  
.Ix[&+LsY  
堆栈编辑器 qP72JxT  
•在堆栈编辑器(Stack Editor)中,可以从目录中添加或插入界面。 _*n 4W^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。 J#?z/3v(  
zE?@_p1gei  
>njX=r.  
KVPWJHGr  
矩形光栅界面 !"dAwG?S  
u_6x{",5I  
•一种可能的界面是矩形光栅界面。 la>H&  
•此类界面适用于简单二元结构的配置。 Nq#B4Zx  
•在此示例中,由银制成的光栅位于玻璃基板上。 /-Nq DRmJ  
•为此,增加了一个平面界面,以便将光栅结构与基块分开。 ^AC2  zC  
•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。 GxA[N  
qD{~QHDa  
)^m"fQ+  
TnJNs  
矩形光栅界面 "6>+IF  
•请注意:界面的顺序始终从基板表面开始计算。 !wH'dsriD  
•所选界面在视图中以红色突出显示。 Uac.8wQh  
6)_h'v<|M  
•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。 !&R|P|7qN}  
•可以在光路编辑器(Light Path Editor)中更改此材质。 '?d5L+9  
;jFUtG  
•堆栈周期(Stack Period)允许控制整个配置的周期。 "-g5$v$de  
•此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 g:Ry.=F7W  
•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。 =J'&.@Dwz  
*&~ '  
S>y}|MG  
l4\!J/df  
nf,Ez  
eHU b4,%P  
矩形光栅界面参数 c=33O,_  
•矩形光栅界面由以下参数定义 Bs^p!4=  
- 狭缝宽度(绝对或相对) YqYobL*q/  
- 光栅周期  Vsd4;  
- 调制深度 /~pB_l  
•可以选择设置横向移位和旋转。 n7hjYNJ  
.J \i!  
zin'&G>l  
Cw h[R  
高级选项和信息 Dw.Pv)'$  
•在传播菜单中,有几个高级选项可用。 UD^=@?^7  
•传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 Vs(D(d,  
•可以设置总级次数或衰逝波级次数 I36ClOG  
(evanescent orders)。 C^*}*hYk$  
•如果考虑金属光栅,这项功能非常实用。 C@ "l"  
•相反,在介质光栅的情况下,默认设置就足够了。 n1rJ^q-G  
)5w#n1  
sq+cF/jo6  
J/\^3rCB  
•高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 q m"AatA  
•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。 h&z(;B!;y.  
•此外,有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 _ _[bKd.  
•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。 eNr2-R  
*OHaqe(*  
S(G&{KG  
z 9~|Su  
过渡点列表界面 O]G3l0  
•另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 o^+g2;Ro  
•此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 fn Pej?f:  
•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。 b;"Z`/h  
iy [W:<c7j  
,b74 m  
过渡点列表参数 !~te&ccPE  
•过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 XF`?5G~~#  
•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。 X"S")BQ q  
6gB;m$:fV  
-"d&Ow7o  
yX CJ?  
•必须在周期化(Periodization)选项卡中设置此界面的周期。 !0Eo9bU%@  
•此处,可以定义x方向和y方向的周期。 .]ZMxDZ  
•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。 #F ;@Qi3z  
\)2~o N  
oTk?a!Q  
0w?G&jjNtM  
高级选项及信息 (XQ:f|(  
•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。 sEcg;LFp  
Us4#O&  
A(ZtA[G  
/`b`ai8`8  
正弦光栅界面 EsjZ;D, c(  
•另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 ~iU@ns|g\  
•此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 q82yh&  
•如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: s@pIcNvx  
- 脊的材料:基板的材料 ApqNV  
- 凹槽材料:光栅前面的材料 .t$1B5  
=4LyE6  
lh*!f$2 ~  
DQ%(X&k  
正弦光栅界面参数 @8U8>'zDE  
- 正弦光栅界面也由以下参数定义: l'kVi  
•光栅周期 =|_k a8{?  
•调制深度 }Ih5`$   
- 可以选择设置横向移位和旋转。 o~ReeZ7)Zg  
- 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。 M`QK{$1p  
V(3rTDg  
uF<\|y rFt  
ZBXn&Gm  
高级选项和信息 ?/^{sW' |  
•同样,可以在高级设置选项卡中调整和研究分解结构的数据。 LqoH]AcN  
*M+CA_I(  
eNFZD1mS  
s5u  
高级选项及信息 PAs.T4Av^  
•如果增加层数(例如,增加2倍),则离散化变得光滑。 "In$|A\?E  
wo_iCjmK  
G[\3)@I  
锯齿光栅界面 fx = %e  
•另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 xqzB=0  
•此界面允许配置闪耀结构的光栅。 a\Dw*h?b~  
•如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: 7hfa?Mcz  
- 脊的材料:基板的材料 jn#Ok@tZ  
- 凹槽材料:光栅前面的材料 !k=~a]  
?CZ*MMV  
k~pbXA*u  
Mx=L lC)  
锯齿光栅界面参数 X.JPM{]  
•锯齿光栅界面也由以下参数定义: x<h-F  
- 光栅周期  q{RT~,%  
- 调制深度 xI^nA2g  
•此外,闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 3R ZD=`  
•可以选择设置横向移位和旋转。 21.N+H'  
•由于这是光栅界面(类似矩形和正弦型),因此不必选择周期。 o]m56  
R4[dh.lf  
+@#k<.yqn  
@BS7Gyw  
高级选项和信息 5=9gH  
•同样,可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 (vr v-4  
AX2On}&bf  
探测器位置的注释 S9@)4|3C|p  
关于探测器位置的注释 1[H1l;  
•在VirtualLab中,探测器默认位于基板后面的空气中。 Q^\f,E\S  
•如果光栅包含在复杂的光学装置中,则必须这样做。 oM)4""|  
•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。 :gacP?  
•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)。 ^+q4*X6VB  
•可以避免这些干涉效应的不良影响。 g)#.|d+  
PvB-Cqc  
&P3ep[]j  
文件信息
T^n0=|  
QX&1BKqWn  
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QQ:2987619807 g$$j:U*-  
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