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infotek 2023-01-11 08:43

使用界面配置光栅结构

N`iwC!  
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。 &|>S|  
6E(Qx~i L  
4iA Z+l5&  
dr)YzOvba  
本用例展示了...... A?_=K  
•如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构,例如: kiUGZ^k\s  
- 矩形光栅界面 NBl+_/2'w  
- 过渡点列表界面 f-DL:@crU  
- 锯齿光栅界面 *eI)Z=8  
- 正弦光栅界面 )?_#gLrE6  
•如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 &'cL%.  
X%z }VA  
光栅工具箱初始化 ojYbR<jn9  
•初始化 GjoIm?  
-  开始 |*Z$E$k:  
光栅 ? WJ> p  
通用光栅光路图 SJD@&m%?[  
•注意:使用特殊类型的光栅,例如: 矩形形状, #/PAA  
    可直接选择特定的光路图。 f#+el y  
EY*(Bw  
F, U*yj  
l/;X?g5+  
光栅结构设置 (c0A.L)  
•首先,必须定义基板(基块“Base Block”)的厚度和材料。 >WY#4  
dJ$"l|$$  
•在VirtualLab中,光栅结构在所谓的堆栈(stack)中定义。 )`^p%k  
•堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 [MuEoWrq(}  
f0Bto/,>~  
*s@Qtgu  
vJAZ%aW  
•例如,选择第一个界面上的堆栈。 3u%{dGa  
O=u1u}CP?  
堆栈编辑器 ]Q[p@gLd  
•在堆栈编辑器(Stack Editor)中,可以从目录中添加或插入界面。 U,nEbKJgk  
•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。 ~?B;!Csk  
l7&$}x -  
ECv)v  
f~ }H  
矩形光栅界面 L^Jk=8  
pp9Zb.D\  
•一种可能的界面是矩形光栅界面。 N0#JOu}~  
•此类界面适用于简单二元结构的配置。 (O0Urm  
•在此示例中,由银制成的光栅位于玻璃基板上。 2^?:&1:  
•为此,增加了一个平面界面,以便将光栅结构与基块分开。 >X*Mio8P#  
•在堆栈编辑器的视图中,根据折射率(黑暗表示更高),其他颜色表示不同的材料。 V5}B:SUB  
t&?i m<  
JN7k2]{  
6uKTGc4  
矩形光栅界面 _X@v/sAy  
•请注意:界面的顺序始终从基板表面开始计算。 +V&{*f)  
•所选界面在视图中以红色突出显示。 `xrmT t X  
Z@hD(MS(C  
•此外,此处无法定义光栅前方的介质(指最后一个接界面后面的介质)。 它自动取自光栅元件前面的材料。 qCv20#!"|  
•可以在光路编辑器(Light Path Editor)中更改此材质。 JEE{QjTh  
^ns@O+Fk  
•堆栈周期(Stack Period)允许控制整个配置的周期。 =]k {"?j  
•此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 bXS:x  
•如果是简单的光栅结构,建议选择“取决于界面周期”(Dependent from Period of Interface)选项,并选择适当的周期性界面索引。 p !s}=wI `  
CKA;.sh  
 \>Efd  
6oui]$pH  
*Vho?P6y\Y  
     ;E'"Ks[GH  
矩形光栅界面参数 28 3 H  
•矩形光栅界面由以下参数定义 86z]<p (  
- 狭缝宽度(绝对或相对) u ElAnrm  
- 光栅周期 [TNj;o5J  
- 调制深度 dx ;k`r$w  
•可以选择设置横向移位和旋转。 S4=R^];l  
I*VCpaA  
M,ir`"s  
ZY:[ekm%4Z  
高级选项和信息 \e`~i@) ~Z  
•在传播菜单中,有几个高级选项可用。 2.d|G `  
•传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 w9|w2UK  
•可以设置总级次数或衰逝波级次数 H{t_xL)k.  
    (evanescent orders)。 %$TGzK1  
•如果考虑金属光栅,这项功能非常实用。 7w3CXY  
•相反,在介质光栅的情况下,默认设置就足够了。 &d'Awvy0  
C)cwAU|h#  
IEyL];K  
     +*_5tWAc  
•高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 ApjOj/  
•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。 . BiCBp<  
•此外,有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 5Vi> %5A>l  
•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。 A4ISNM7R[  
d:F @a  
Pzb|t+"$  
     z~A]9|/61v  
过渡点列表界面 sdS^e`S  
•另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 pAk/Qxl3eo  
•此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 77Bgl4P  
•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。 =w$}m_AM  
8#Q$zLK42N  
U"50_O  
过渡点列表参数 z,|{fKtY}  
•过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 57 #6yXQ  
•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。 F-*2LMe  
JCW\ *R  
|`jjHuQ;  
     QFIL)'K  
•必须在周期化(Periodization)选项卡中设置此界面的周期。 !\ g+8>  
•此处,可以定义x方向和y方向的周期。 xai4pF-?  
•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。 ]G2uk`  
bb d.  
Jnv@.  
>fIk;6<{  
高级选项及信息 5pn)yk~  
•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。 ;m2<eS`o'  
V= 1Bo~  
EKp@9\XBC  
r$wxk 4%Rz  
正弦光栅界面 qL94SW;  
•另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 b pv= %  
•此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 x\Y $+A,P  
•如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: ce6__f 5?  
- 脊的材料:基板的材料 pn*3\  
- 凹槽材料:光栅前面的材料 x=#VX\5k:  
A7c/N=Cp^  
l|hUw  
     )P|[r  
正弦光栅界面参数 |$7vI&m  
- 正弦光栅界面也由以下参数定义: %K]euEqs  
•光栅周期 W}|'#nR  
•调制深度 PH{_ ,X  
- 可以选择设置横向移位和旋转。 w eQYQrN  
- 由于这是光栅界面(类似于矩形和锯齿借口),因此不必选择周期。 C4NTh}6t T  
/>j';6vi  
Ks\ NE=;5  
     b<]n%Q'n  
高级选项和信息 AL5Vu$V~n}  
•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。 \qUKP"dr  
=rR~`  
boo }u  
Sc7U |s  
高级选项及信息 oc^Br~ Th  
•如果增加层数(例如,增加2倍),则离散化变得光滑。 @2*]"/)*0  
=LTmr1?  
!@'%G6:.  
锯齿光栅界面 FaBqj1O1  
•另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 W14 Vm(`N  
•此界面允许配置闪耀结构的光栅。 wd/< 8>2X  
•如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: . <tq6 1  
- 脊的材料:基板的材料 b}Zd)2G  
- 凹槽材料:光栅前面的材料 %_Yx<wR%  
4Bl{WyMJ|  
*:O.97q@h  
J6<rX[ yZe  
锯齿光栅界面参数 t^ZV|s 1  
•锯齿光栅界面也由以下参数定义: s{w[b\rA  
- 光栅周期 {vo +gRYYv  
- 调制深度 mE^o-9/  
•此外,闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。  {Ha8]y  
•可以选择设置横向移位和旋转。 }za[E>z  
•由于这是光栅界面(类似矩形和正弦型),因此不必选择周期。 <40rYr$/J  
TO-$B8*nq  
+1~Z#^{&  
     fBQ?|~:n  
高级选项和信息 ^'jEnN(  
•同样,可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 iKas/8   
cJgBI(S5  
探测器位置的注释 V)P&Zw  
关于探测器位置的注释 /CTc7.OYt  
•在VirtualLab中,探测器默认位于基板后面的空气中。 Jxqh )l  
•如果光栅包含在复杂的光学装置中,则必须这样做。 }$\M{# C~  
•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。 vS;1/->WD  
•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)。 r &Ca" dI  
•可以避免这些干涉效应的不良影响。 hva2o`  
7#<c>~   
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