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infotek 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 c  
5 R*lVUix  
JIUtj7 HQ  
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~EE!  
- 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'$R \  
•为此,增加了一个平面界面,以便将光栅结构与基块分开。 lJ'trYaq7  
•在堆栈编辑器的视图中,根据折射率(黑暗表示更高),其他颜色表示不同的材料。 YJc%h@_=]  
v\'r Xy  
Y.9~Bo<<r  
3XGB+$]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$FcA]  
k}-]W@UCa?  
•堆栈周期(Stack Period)允许控制整个配置的周期。 )ZN(2z  
•此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 Kny%QBoiw  
•如果是简单的光栅结构,建议选择“取决于界面周期”(Dependent from Period of Interface)选项,并选择适当的周期性界面索引。 vi<X3G6Xh  
CvP`2S\  
m'SmN{(t  
1N>6rN  
>j) w\i  
2H3(HZv  
矩形光栅界面参数 7:h<`_HT(X  
•矩形光栅界面由以下参数定义 ZX h~ 79  
- 狭缝宽度(绝对或相对) zfirb  
- 光栅周期 v8>!Gft  
- 调制深度 0FTRm2(  
•可以选择设置横向移位和旋转。 Vj/fAHR`>'  
90?,-6  
rQn{L{  
.B6`OX&k  
高级选项和信息 -!i;7[N  
•在传播菜单中,有几个高级选项可用。 fWd~-U0M^  
•传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 C(xqvK~p  
•可以设置总级次数或衰逝波级次数 Mq76]I%  
(evanescent orders)。 @uoT{E[  
•如果考虑金属光栅,这项功能非常实用。 >H)^6sJ;%b  
•相反,在介质光栅的情况下,默认设置就足够了。 ([[)Ub$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^^!AP9  
•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  
h U 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。 lTx Y6vi  
•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(  
kw 6cFz  
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^  
$dlnmNP+  
5dg-d\ 6S  
? (fQ<i n  
正弦光栅界面 7vi i9Am7  
•另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 A Z4|&iT  
•此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 F9Ifw><XM  
•如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: Oyi;bb<#  
- 脊的材料:基板的材料 nw~/~eM5=  
- 凹槽材料:光栅前面的材料  QpdujtH`  
t)\D  
b^uP^](J  
=@Q#dDnFu%  
正弦光栅界面参数 4}.WhE|h  
- 正弦光栅界面也由以下参数定义: q :TZ=bs^  
•光栅周期 &?KPu?9  
•调制深度 8W19#?7>B  
- 可以选择设置横向移位和旋转。 ^zvA?'s  
- 由于这是光栅界面(类似于矩形和锯齿借口),因此不必选择周期。 ^t\kLU  
M3DxapG  
1 ;_{US5FR  
aEcktg6h  
高级选项和信息 +CsI,Uf4*  
•同样,可以在高级设置选项卡中调整和研究分解结构的数据。 g2+l@$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。 XE f&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  
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QQ:2987619807 d I#8CO  
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