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infotek 2023-01-11 08:43

使用界面配置光栅结构

(V&$KDOA  
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。 &=~Jw5WK  
U<K)'l6#2n  
eot%T h?[  
K9]L>Wj  
本用例展示了...... R10R,*6>  
•如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构,例如: ';Y0qitGB  
- 矩形光栅界面 Kqm2TMO]>V  
- 过渡点列表界面 <m'W{n%Pp  
- 锯齿光栅界面 Ejmpg_kux  
- 正弦光栅界面 <v%Q|r  
•如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 ''tCtG" Xi  
"\3C)Nz?  
光栅工具箱初始化 `p#tx.o  
•初始化 s^#B*  
-  开始 mb,\wZ  
光栅 u^, eHO  
通用光栅光路图 g=n{G@*N  
•注意:使用特殊类型的光栅,例如: 矩形形状, &.F ]-1RN[  
    可直接选择特定的光路图。 _\;0E!=p  
T\q:  
%vUY|3G  
VYbH:4K@%  
光栅结构设置 #x*\dL  
•首先,必须定义基板(基块“Base Block”)的厚度和材料。 $t0o*i{  
2u Zb2O  
•在VirtualLab中,光栅结构在所谓的堆栈(stack)中定义。 TXdo,DPv7  
•堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 cDS \=Bf  
41g "7Mk  
MQ#k`b#()  
gWQ(B  
•例如,选择第一个界面上的堆栈。 T[Lz4;TRk5  
FRa>cf4  
堆栈编辑器 s@zO`uBc  
•在堆栈编辑器(Stack Editor)中,可以从目录中添加或插入界面。 K @RGvP  
•VirtualLab的目录提供了几种类型的界面。 所有界面都可以用来定义光栅。 1%ENgb:8  
qA0PGo  
-^+fZBU;  
;6:9EEd  
矩形光栅界面 .dI".L  
\#4mPk_"  
•一种可能的界面是矩形光栅界面。 pu~b\&^G  
•此类界面适用于简单二元结构的配置。 ~[%_]/#&%z  
•在此示例中,由银制成的光栅位于玻璃基板上。  LAkBf  
•为此,增加了一个平面界面,以便将光栅结构与基块分开。 #N"m[$;QR  
•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。 JR8|!Of@B  
j"K^zh  
LTxP@pr  
%_."JT$v{  
矩形光栅界面 eR%\_;}7;  
•请注意:界面的顺序始终从基板表面开始计算。 47N,jVt4  
•所选界面在视图中以红色突出显示。 auga`*  
9U8x&Z]P  
•此外,此处无法定义光栅前方的介质(指最后一个接界面后面的介质)。 它自动取自光栅元件前面的材料。 ! c`&L_ "!  
•可以在光路编辑器(Light Path Editor)中更改此材质。 ~UJ.A<>Fh  
tn#cVB3  
•堆栈周期(Stack Period)允许控制整个配置的周期。 p#).;\M   
•此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 yts@cd`$  
•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。 KLvAe>#,  
!B 4zU:d  
8OKG@hc  
M6mgJonN|  
9}%$j  
     M!+J[q  
矩形光栅界面参数 q8_(P&  
•矩形光栅界面由以下参数定义 6@TU9AZS `  
- 狭缝宽度(绝对或相对) fX]`vjM{  
- 光栅周期 sC.b '1P  
- 调制深度 ckMG4 3i\j  
•可以选择设置横向移位和旋转。 +: x[cK  
Vbt!, 2_)  
)by7 [I0v  
H1f='k]SZ  
高级选项和信息 hs[x\:})/  
•在传播菜单中,有几个高级选项可用。 4j~q,# $LW  
•传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 G&xtL  
•可以设置总级次数或衰逝波级次数 JcUU#>  
    (evanescent orders)。 w]t'2p-'  
•如果考虑金属光栅,这项功能非常实用。 23P&n(.  
•相反,在介质光栅的情况下,默认设置就足够了。 S=ZZ[E_~S  
Ym 1vq=  
<Xl#}6II  
      tPQ|znB|  
•高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 w%.hALN5-C  
•层分解(Layer Decomposition)和过渡点分解(Transition Point Decomposition)设置可用于调整结构的离散化。 默认设置适用于几乎所有光栅结构。 Gsv<Rjj:  
•此外,有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 =B9-}]DDO  
•分解预览(Decomposition Preview)按钮提供用于FMM计算的结构数据的描述。 折射率由色标表示。 @Wc5r#  
n1J u =C  
:~ pGHl  
     g E _+r  
过渡点列表界面 n9xP8<w8  
•另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 JD#x+~pb,8  
•此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 (B>/LsTu  
•同样,平面界面用于将光栅材料或介质与其中一个基板分离。 lhKn&U  
2uOYuM[7gH  
i}VF$XN  
过渡点列表参数 _8a;5hS  
•过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 &J)<1!|  
•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。 iqvLu{  
d #1Y^3n  
W}f)VC;D  
     l::q F 0  
•必须在周期化(Periodization)选项卡中设置此界面的周期。 o5bp~.m<  
•此处,可以定义x方向和y方向的周期。 EY)2,  
•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。 6@s!J8!  
q2*A'C  
5Jbwl$mZ  
>G:Q/3jh  
高级选项及信息 @ j^R+F  
•同样,可以在高级设置选项卡页面上调整和研究分解结构的数据。 F{0\a;U@^  
,B[j{sE  
"E(i<  
fZ$b8  
正弦光栅界面 hyH[`wiq  
•另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 5dm~yQN/  
•此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 QselW]  
•如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: 23wztEp{a  
- 脊的材料:基板的材料 J?9jD:x  
- 凹槽材料:光栅前面的材料 &eHRn_st5b  
8@t8P5(vL  
K6kz{R%`  
     d5$D[,`1  
正弦光栅界面参数 lS4rpbU_  
- 正弦光栅界面也由以下参数定义: )A\ ZS<@Z7  
•光栅周期 lI<jYd 0fZ  
•调制深度 ~w? 02FU  
- 可以选择设置横向移位和旋转。 X:oOp=y]|  
- 由于这是光栅界面(类似于矩形和锯齿借口),因此不必选择周期。 (9Zvr4.f7  
C|V7ZL>W  
9MMCWMV  
     e$Ksn_wEq  
高级选项和信息 P.y +jyu  
•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。 ZwkUd-=0i  
ib=)N)l  
8zp?WUb  
 T Rv  
高级选项及信息 )0VL$A  
•如果增加层数(例如,增加2倍),则离散化变得光滑。 "+(|]q"W  
4>d4g\Z0L  
\N9=13W<lK  
锯齿光栅界面 k =5k)}i  
•另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 fpR|+`k  
•此界面允许配置闪耀结构的光栅。 o-\h;aQJ  
•如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料:  [E1qv;   
- 脊的材料:基板的材料 WXy8<?s  
- 凹槽材料:光栅前面的材料 `HX:U3/  
ON,[!pc  
P([!psgu  
YnEyL2SuU  
锯齿光栅界面参数 Tqt-zX|>  
•锯齿光栅界面也由以下参数定义: ?2]fE[SqY  
- 光栅周期 '(.5!7?Qc  
- 调制深度 dKzG,/1W[m  
•此外,闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 ZSuoD$~k[  
•可以选择设置横向移位和旋转。 *ERV\/  
•由于这是光栅界面(类似矩形和正弦型),因此不必选择周期。 EtcT:k?y  
1}d F,e  
=A'>1N  
     Nx 42k|8  
高级选项和信息 0t7N yKU  
•同样,可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 }j/\OY _&  
JP>EW&M  
探测器位置的注释 3Bl|~K;-  
关于探测器位置的注释 p:~#(/GWf  
•在VirtualLab中,探测器默认位于基板后面的空气中。 0z>IYw|UB  
•如果光栅包含在复杂的光学装置中,则必须这样做。 " .7@  
•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。 //&3{B  
•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)。 [+\He/M6  
•可以避免这些干涉效应的不良影响。 LeCc`x,5  
t/[2{'R4  
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