教程565(1.0) oMOh4NH,x 2!9Zw$ 1.模拟任务 ""_B3'
>p" U| 本教程将介绍设计和分析生成Top Hat图案的折射率调制扩散器图层。 I[w5V;>* 设计包括两个步骤: 2vb qz - 设计相位函数来生成一个角谱Top Hat分布。 17 0r 5 - 基于相位调制来计算对应的折射率调制。 A>HCX 4i 设计相位函数是基于案例DO.002。在开始设计一个梯度折射率扩散器之前,我们迫切地推荐您先阅读这个案例。 `O;4b#!g o02G:!gB IS;[oJef 照明光束参数 ?IoA;GBg
4gUx#_AaG
u0g"x_3
波长:632.8nm j |o&T41
激光光束直径(1/e2):700um @O-\s q " SP6o 理想输出场参数 JZE@W-2
<aI}+
G2+ gEg
直径:1° Ww#!-,*]o
分辨率:≤0.03° B7'yc`)H
效率:>70% z<0/#OP'
杂散光:<20% NzeiGj
9]1LwX!M2 K@
&;f(Y 2.设计相位函数 $H]NC-\+> E\cX ]<c\+9
^\Q%VTM
相位的设计请参考会话编辑器 <HIM
k
Sc563_GRIN_Diffuser_1.seditor和优化文档Sc563_GRIN_Diffuser_2.dp。 "V`DhOG&
设计没有离散相位级的phase-only传输。 pK"Z9y&
_={mKKoHs 3.计算GRIN扩散器 \=&Z_6Mu GRIN扩散器应该包含一个1mm厚度石英玻璃作为基板,和一个折射率调制的丙烯酸薄层。 rR#wbDr5 最大折射率调制为△n=+0.05。 >J)4e~9EJ2 最大层厚度如下: eV}H ?du*ITim 4.计算折射率调制 h(4\k?C5 4mpcI 从IFTA优化文档中显示优化的传输 6K=}n] n f|)~_JH 将传输相位转变为实部,通过函数Manipulation→Field Quantity Operations→Move→Phase to Real。 ;d]vAj a0Fq$ `0!%jz= 生成正向函数,通过Manipulation→Amplitude/Real Part Manipulation→Lift Positive函数。 Ai5+ ;8z+ cR*~JwC: |
q elvK*
乘以最大调制折射率(0.05),通过Manipulation→Operation with Constant→Multiply Constant函数。 BqA_CW
0[N1SY\lj `~41>mM% 将数据转换成数据阵列:Manipulation→Create Numerical Data Array(参见下一张)。 b.kV>K"X3 tYSfeU ~C3Ada@4
GxC\Nj#
数据阵列可用于存储折射率调制。 nQa:t. rC
选择在下一个对话框中将实部转化为一个数据阵列图。 }1lZW"{e[
插值应该设置为Nearest Neighbor来得到一个像素化折射率调制。 I9`ZK2S
!67xN?b
5.X/Y采样介质 GJHJ?^% -9o7a_Z
2+g'ul` GRIN扩散器层将由双界面元件模拟。 WORRF 这个元件可以在平面层和任意折射率调制之间进行模拟。 /WK1( B: 元件厚度对应于层厚度12.656μm。 hb)C"q= 折射率调制由采样x/y调制介质模拟。 MIWc
@.i2 t'.:"H8BI [UB*39D7
R4$(NNC+/
基材丙烯酸的离散数据应该从miscellaneous材料目录中加载。 :QXKG8^
折射率调制的数据阵列必须设置到介质中。 S?OCy4dk:
应该选择像素化折射率调制。 8=?U7aw
^<
kr!>rqN5
优化的GRIN介质是周期性结构。 !:tr\L {
只优化和指定一个单周期。 IMzt1l
=7
介质必须切换到周期模式。周期是 3 +`,'Q9
1.20764μm×1.20764μm。 X;#Ni}af ocp 6.通过GRIN介质传播 :
Cli8# Xf
mN/j2 X gtn}7N.
F"3'~6
通过折射率调制层传播的传播模型: '0&HkM{ D
- 薄元近似 7| j
rk
- 分步光束传播方法。 SxcE@WM
对于这个案例,薄元近似足够准确。 5~E{bW$
在传播面板上选择传播方法,并且编辑传播设置。 N$.ls48a4-
场采样必须设置为手动模式并且采样距离为4.5μm(半像素尺寸)。 3Ljj|5.q
!0):g/2h 7.模拟结果 BuxU+ K2V?[O# 角强度分布
(参见Sc563_GRIN_Diffuser_3.lpd)
-_]Ceq/
8.结论 7_lgo6
|t;Ktl VirtualLab Fusion支持设计GRIN衍射光学元件和全息图。 T]b&[?p|a[ 优化的GRIN元件可以生成任意的二维强度分布。 z=8l@&hYLq 可以模拟通过x/y平面上任意调制的介质中的光传播。 q~*|Wd'& Uv=)y^H~*A
![MtJo5 QQ:2987619807 (Fq]y5