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infotek 2023-01-11 08:43

使用界面配置光栅结构

'%y;{,g*  
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。 #g<6ISuf  
+tJ 7ZR%  
==EB\>g|  
sGc.;":  
本用例展示了...... ]D,\(|  
•如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构,例如: mB"1QtD  
- 矩形光栅界面 t$rla _rbY  
- 过渡点列表界面 (QQkXlJ  
- 锯齿光栅界面 T@a|*.V  
- 正弦光栅界面 \;JZt[  
•如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 S1U[{R?,  
mp z3o\n  
光栅工具箱初始化 q`UaJ_7  
•初始化 U_WO<uhC  
-  开始 N! I$Qtr,  
光栅 #\\|:`YV  
通用光栅光路图 1:J+`mzpl  
•注意:使用特殊类型的光栅,例如: 矩形形状, c7RQ7\  
    可直接选择特定的光路图。 n/S+0uT  
!@ {sM6U  
X!m lC51  
L+}<gQJ(  
光栅结构设置 Zn[ppsz|  
•首先,必须定义基板(基块“Base Block”)的厚度和材料。 >T-4!ZvS\j  
nkf7Fq}  
•在VirtualLab中,光栅结构在所谓的堆栈(stack)中定义。 ',/2J0_  
•堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 cZ#%tT#  
L @Q+HN  
nu(7Y YCM$  
rR 86D  
•例如,选择第一个界面上的堆栈。 _<=h#lH  
Fm*npK  
堆栈编辑器 Y=5P=wE  
•在堆栈编辑器(Stack Editor)中,可以从目录中添加或插入界面。 ,e$6%R  
•VirtualLab的目录提供了几种类型的界面。 所有界面都可以用来定义光栅。 Xt +9z  
GxEShSGOE  
6[S IDOp*^  
opMnLor  
矩形光栅界面 iu3L9UfL[  
dFy GI?  
•一种可能的界面是矩形光栅界面。 p}<60O"r$  
•此类界面适用于简单二元结构的配置。 # 1dg%  
•在此示例中,由银制成的光栅位于玻璃基板上。 u1=K#5^  
•为此,增加了一个平面界面,以便将光栅结构与基块分开。 fH$#vRcq  
•在堆栈编辑器的视图中,根据折射率(黑暗表示更高),其他颜色表示不同的材料。 qG ? :Q  
!#=3>\np+X  
*"OUwEl a  
!F.h+&^D;  
矩形光栅界面 #'0Yzh]qc  
•请注意:界面的顺序始终从基板表面开始计算。 e['<.Yf+  
•所选界面在视图中以红色突出显示。 jFUpf.v2  
h9/fD5  
•此外,此处无法定义光栅前方的介质(指最后一个接界面后面的介质)。 它自动取自光栅元件前面的材料。 x0WinLQ  
•可以在光路编辑器(Light Path Editor)中更改此材质。 w)`XM  
Rc &m4|cw7  
•堆栈周期(Stack Period)允许控制整个配置的周期。 RB|i<`Z  
•此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 9\c]I0)3p  
•如果是简单的光栅结构,建议选择“取决于界面周期”(Dependent from Period of Interface)选项,并选择适当的周期性界面索引。 3bYjW=_hA  
c+ e~BN  
B(ktIy  
j[.nk  
dDIR~ !T  
     .6xMLo,R  
矩形光栅界面参数 bzxf*b1I  
•矩形光栅界面由以下参数定义 ~f[ Y;  
- 狭缝宽度(绝对或相对) /R&h#;l  
- 光栅周期 ~$J(it-a  
- 调制深度 5doi4b>]!  
•可以选择设置横向移位和旋转。 .Z  67  
"r* `*1  
F"UI=7:o  
se`Eez}  
高级选项和信息 RB4 +"QUh  
•在传播菜单中,有几个高级选项可用。 ;81,1 Ie<~  
•传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 EK Vcz'w  
•可以设置总级次数或衰逝波级次数 \2 e^x  
    (evanescent orders)。 c!/ +0[  
•如果考虑金属光栅,这项功能非常实用。 kS8?N`2}LV  
•相反,在介质光栅的情况下,默认设置就足够了。 %1.F;-GdsW  
zX4RqI  
<|jh3Hlp  
     yCvtglAJ4  
•高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 yDwh]t  
•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。 y<E]; ub  
•此外,有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 r9OgezER  
•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。 _p*8ke  
Uq$/Q7  
:C(/yg  
     bXOKC  
过渡点列表界面 b%%r`j,'JE  
•另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 .Zv~a&GE  
•此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 c|;n)as9(%  
•同样,平面界面用于将光栅材料或介质与其中一个基板分离。 4P k%+l  
YLGE{bS  
|w}j!}u  
过渡点列表参数 HFZ'xp|3dn  
•过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 @,TIw[p  
•上限(Upper Limit)必须设置为大于所需光栅周期一半的值,但在周期性结构的情况下自动设置。 Z17b=x Jw  
k#Sr;"  
YE~IO5   
     _ERtL5^  
•必须在周期化(Periodization)选项卡中设置此界面的周期。 T \uIXL?3  
•此处,可以定义x方向和y方向的周期。 abQ.N  
•在这种情况下,可以忽略内部和外部定义区域的设置,因为接口的扩展已经被周期性边界条件截断。 zMFTkDY  
{zvaZY|K"  
_&BK4?H@b  
i7XY3yhC  
高级选项及信息 dAx ? ,  
•同样,可以在高级设置选项卡页面上调整和研究分解结构的数据。 ]690ey$E:j  
Hf?@<4  
XGR2L DR  
jRU: un4  
正弦光栅界面 `\62 iUN  
•另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 W~;Jsd=f  
•此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 t4_yp_  
•如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: 1vj@ qw3  
- 脊的材料:基板的材料 ,<t.Iz%  
- 凹槽材料:光栅前面的材料 z7bJV/f  
9 A ?{}c  
Ne1Oz}  
     PJC(:R(j  
正弦光栅界面参数 e"%TU  
- 正弦光栅界面也由以下参数定义: E5n7 <  
•光栅周期 6I +0@,I  
•调制深度 {x_.QWe5  
- 可以选择设置横向移位和旋转。 ly17FLJ].  
- 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。 .Rk8qRB  
/=m AVA  
z/ 1$G"  
     :}zyd;Rc  
高级选项和信息 >,{s Fc  
•同样,可以在高级设置选项卡中调整和研究分解结构的数据。 hi1Ial\Y  
s Z[[ymu8  
U.Mfu9}#:  
?n `m  
高级选项及信息 5;/n`Bd  
•如果增加层数(例如,增加2倍),则离散化变得光滑。 Xkhd"Axi  
pY"WW0p"C  
ca_mift  
锯齿光栅界面 iQgg[ )  
•另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 ][$I~ nRf  
•此界面允许配置闪耀结构的光栅。 ,*XB11P  
•如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: "#r)NYq`"|  
- 脊的材料:基板的材料 +twoUn{#  
- 凹槽材料:光栅前面的材料 aZ4EcQ@-$]  
T?pS2I~  
W\~^*ny P6  
2CzhaO  
锯齿光栅界面参数 SV>tw`2  
•锯齿光栅界面也由以下参数定义: VV$t*9w  
- 光栅周期 GEWjQ;g  
- 调制深度 10FiA;  
•此外,闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 d&j  
•可以选择设置横向移位和旋转。 ,0W^"f.g{m  
•由于这是光栅界面(类似矩形和正弦型),因此不必选择周期。 ^?VQ$o2  
'Zu S  
$y8-JR~  
     FOXSs8"c]!  
高级选项和信息 .T'@P7Hdx  
•同样,可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 h 3CA,$HJ  
2FIL@f|\7z  
探测器位置的注释 faQmkO  
关于探测器位置的注释 m\`>N_4*9  
•在VirtualLab中,探测器默认位于基板后面的空气中。 YExgUE|  
•如果光栅包含在复杂的光学装置中,则必须这样做。 FDz`U:8  
•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。 R/hI XO  
•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)。 32YbBGDN!f  
•可以避免这些干涉效应的不良影响。 Tlw'05\{J  
@j/2 $  
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