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infotek 2026-01-12 08:09

使用界面配置光栅结构

摘要 $2,tT;50g  
4lWqQVx  
光栅结构广泛用于光谱仪、近眼显示系统等多种应用。VirtualLab Fusion通过应用傅立叶模态方法(FMM)以简易的方式提供对任意光栅结构的严格分析。在光栅工具箱中,可以通过使用堆栈内的各种接口或/和介质来配置光栅结构。 用于设置堆栈几何形状的用户界面是人性化的,并且可用于生成更复杂的光栅结构。 本用例中,介绍了基于界面的光栅结构的配置具体操作流程。 1C<d^D_!p  
PO8Z2"WI  
fm@Pa} ,  
3y+~l H :  
本用例展示了...... Y9|!= T%  
•如何使用界面配置光栅工具箱中的光栅结构,例如: jf-XVk5q  
- 矩形光栅界面 /a<UKh:A[  
- 过渡点列表界面 6%h%h: e  
- 锯齿光栅界面 iC5HrOl6U  
- 正弦光栅界面 @0s' (  
•如何在计算之前更改高级选项并检查定义的结构。 4H (8BNgzV  
jpO0dtn3=  
光栅工具箱初始化 Y<u%J#'[  
•初始化 #HH[D;z  
-  开始 k*n~&y:O  
光栅 %#rtNDi  
通用光栅光路图 C0 KFN  
•注意:使用特殊类型的光栅,例如: 矩形形状, !'~Ldl  
可直接选择特定的光路图。 ZG2EOy  
tkR~(h  
3cgq'ob  
~nhO*bs}7{  
光栅结构设置 -3i(N.)<;  
•首先,必须定义基板(基块“Base Block”)的厚度和材料。 Y.) QNTh  
;y. ;U#O  
•在VirtualLab中,光栅结构在所谓的堆栈(stack)中定义。 5I,NvHD4  
•堆栈可以附到基板的一侧或两侧。 #*/nUbsg  
QNINn>2  
P8}IDQ9  
7%EIn9P  
•例如,选择第一个界面上的堆栈。 2oEuqHL  
-3mIdZ  
堆栈编辑器 <Vk}U   
•在堆栈编辑器(Stack Editor)中,可以从目录中添加或插入界面。 Za1mI^ L1  
•VirtualLab的目录提供了几种类型的界面。 所有界面都可以用来定义光栅。 B* mZxY1  
LdH1sHy*d`  
0?8>{!I  
6WQN !H8+^  
矩形光栅界面 =1,!EkG  
i+mU(/l2{  
•一种可能的界面是矩形光栅界面。 JZ`SV}\`  
•此类界面适用于简单二元结构的配置。 Nwt[)\W `  
•在此示例中,由银制成的光栅位于玻璃基板上。 &gruYZGK  
•为此,增加了一个平面界面,以便将光栅结构与基块分开。 %6 Av1cv  
•在堆栈编辑器的视图中,根据折射率(黑暗表示更高),其他颜色表示不同的材料。 ]T'8O`  
>oWPwXA  
'g,_lF  
n]Yz<#  
矩形光栅界面 3))CD,|  
•请注意:界面的顺序始终从基板表面开始计算。 lY"l6.c  
•所选界面在视图中以红色突出显示。 m!G(vhA,_w  
.tLRY  
•此外,此处无法定义光栅前方的介质(指最后一个接界面后面的介质)。 它自动取自光栅元件前面的材料。 NZv8#  
•可以在光路编辑器(Light Path Editor)中更改此材质。 )L6 it  
%;h1n6=v2  
•堆栈周期(Stack Period)允许控制整个配置的周期。 I+;e#v,%U  
•此周期也适用于FMM算法的周期性边界条件。 8 <;.[l  
•如果是简单的光栅结构,建议选择“取决于界面周期”(Dependent from Period of Interface)选项,并选择适当的周期性界面索引。 #*.4Jv<R  
PvV\b<Pe+  
.eg'Z@o  
jd ;)8^7K  
=23B9WT   
:FC)+OmJ  
矩形光栅界面参数 Y\_mq d  
•矩形光栅界面由以下参数定义 O0z-jZ,])  
- 狭缝宽度(绝对或相对) 1}|y^oB\-  
- 光栅周期 4 qsct@K,  
- 调制深度 5]]QW3  
•可以选择设置横向移位和旋转。 Bf00&PE;  
d!:/n  
Zy3F%]V0  
r+[g.`  
高级选项和信息 D$)F X(  
•在传播菜单中,有几个高级选项可用。 paD[4L?4Hk  
•传播方法选项卡允许编辑FMM算法的精度设置。 V.u^;gr3  
•可以设置总级次数或衰逝波级次数 eWm'eO  
(evanescent orders)。 y~#5!:Be  
•如果考虑金属光栅,这项功能非常实用。 ag:<%\2c  
•相反,在介质光栅的情况下,默认设置就足够了。 hlV(jz  
KYB3n85 1  
B&X)bGx8  
3=ME$%f  
•高级设置(Advanced Settings)选项卡可提供有关结构分解的信息。 jWxa [ >  
•层分解(Layer Decomposition)和过渡点分解(Transition Point Decomposition)设置可用于调整结构的离散化。 默认设置适用于几乎所有光栅结构。 [= E=H*j  
•此外,有关数量的信息提供了层数和过渡点的信息。 2BOH8Mp9  
•分解预览(Decomposition Preview)按钮提供用于FMM计算的结构数据的描述。 折射率由色标表示。 Q$.CtECo  
w/o8R3 F  
A ;`[va  
7YTO{E6]d\  
过渡点列表界面 B &Z0ZWx  
•另一种可用于光栅配置的界面是过渡点列表界面。 8b,Z)"(U3  
•此界面允许根据周期内不同位置的高度值配置结构。 8cY5:plK  
•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。 2ALYfZ|d  
ZU B]qzmK  
7SkW!5  
过渡点列表参数 0W6= '7  
•过渡点列表界面由包含x位置和高度数据的列表定义。 kp[&SKU c  
•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。 6@^ ?dQ  
Iu~(SKr=|$  
C|FI4/-e  
u{W I 4n?  
•必须在周期化(Periodization)选项卡中设置此界面的周期。 FN sSJU3ld  
•此处,可以定义x方向和y方向的周期。 L~|_)4  
•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。 }o GMF~  
_%rkN0-(a  
ct*~\C6Ze  
8_D:#i  
高级选项及信息 PB8U+  
•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。 0""%@X]m  
w{;bvq%lY  
vy5{Vm".4  
}VH` \g}  
正弦光栅界面 3WkrG.$[b  
•另一种可用于配置光栅的界面是正弦光栅界面。 :8)3t! A  
•此界面允许配置具有平滑形状的正弦函数类型的光栅。 ='eQh\T)  
•如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: 9ys[xOh WM  
- 脊的材料:基板的材料 6 ;\>,  
- 凹槽材料:光栅前面的材料 K)`l > o1  
ABtv|0K  
]a~gnz&1  
0#ePg6n  
正弦光栅界面参数 \@6w;tyi  
- 正弦光栅界面也由以下参数定义: LwQYO'X  
•光栅周期 "\afIYS I  
•调制深度 G\f:H%[5[  
- 可以选择设置横向移位和旋转。 y3'K+?4  
- 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。 Y5IQhV.  
3XjY  
Vc|QW  
?y*yl  
高级选项和信息 &eg@Z nPn  
•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。 .a]av   
Bb5RZ#oa  
5&U?\YNLa  
>Cr'dKZ}  
高级选项及信息 9qJ:h-?M  
•如果增加层数(例如,增加2倍),则离散化变得光滑。 gAGcbepX  
8g_GXtn(z  
y=y#*yn&  
锯齿光栅界面 7tT L,Nxe  
•另一种可用于光栅配置的界面是锯齿光栅界面。 P.t7_v>  
•此界面允许配置闪耀结构的光栅。 Kv\uBMJNW  
•如果使用单个界面来描述光栅结构,则会自动选择材料: {1wjIo"ptg  
- 脊的材料:基板的材料 7LW %:0  
- 凹槽材料:光栅前面的材料 +-:G+9L@  
CM%;r5  
.TRp74  
FVH R  
锯齿光栅界面参数 =G/`r!r*0I  
•锯齿光栅界面也由以下参数定义: Y5Z<uD  
- 光栅周期 ?)c9!hR  
- 调制深度 xOpCybmc  
•此外,闪耀的方向可以是通过设定倾斜度进行调整。 pB]+c%\  
•可以选择设置横向移位和旋转。 +Xr87x;  
•由于这是光栅界面(类似矩形和正弦型),因此不必选择周期。 M}F) P&Y  
|f&=9%  
Q|HOy8O}Z  
dr7ry"5Zq  
高级选项和信息 ]u O|YLWp  
•同样,可以在高级设置中调整和研究分解结构的数据。 D~<0CQ3n.  
O>L 5 dP  
探测器位置的注释 4^BHJOvs  
关于探测器位置的注释 Rlf#)4  
•在VirtualLab中,探测器默认位于基板后面的空气中。 V IU4QEW`x  
•如果光栅包含在复杂的光学装置中,则必须这样做。 *e-+~/9~  
•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。 7(= 09z  
•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)。 6m{1im=  
•可以避免这些干涉效应的不良影响。 wS1zd?  
7 S2QTRvH  
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