教程565(1.0) N 6\Ey{ rce._w } 1.模拟任务 P3Vh|<'7
CBpwtI>p 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。 {^:NII] 设计包括两个步骤: "Y4glomR[ - 设计相位函数来生成一个角谱Top Hat分布。 c6h+8QS - 基于相位调制来计算对应的折射率调制。 :qAX9T'{t 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。 c^puz2 J6>tGKa+e ~Je40vO[ 照明光束参数 :V@)A/}uk
/EegP@[
W! Hn`T
波长:632.8nm !#*#ji xo
激光光束直径(1/e2):700um \j BA4?(S a'n17d& 理想输出场参数 j+q)
G-R83Orl
]w$cqUhM
直径:1° 4sBvW
分辨率:≤0.03° WiQVZ{
效率:>70% UWK|_RT6SA
杂散光:<20% 2+C:Em0yI
fOdqr dxH\H?NO 2.设计相位函数 .5s^a.e'O /(u? k%Q C~"UOFX
V\e1NS
相位的设计请参考会话编辑器 ,S<) )
Sc563_GRIN_Diffuser_1.seditor和优化文档Sc563_GRIN_Diffuser_2.dp。 cu'( Hj
设计没有离散相位级的phase-only传输。 iWFtb)3B
/` nkz 3.计算GRIN扩散器 -Lb7=98 GRIN扩散器应该包含一个1mm厚度石英玻璃作为基板,和一个折射率调制的丙烯酸薄层。 j(K)CHH 最大折射率调制为△n=+0.05。 Iu5 9W> 最大层厚度如下: Yo=$@~vN] ZJF+./vN 4.计算折射率调制 jENC1T( ;cPPx`0$9 从IFTA优化文档中显示优化的传输 UugR Ht/#d6cQ 将传输相位转变为实部,通过函数Manipulation→Field Quantity Operations→Move→Phase to Real。 ~{-Ka>A PlK3; ?,+&NX3m 生成正向函数,通过Manipulation→Amplitude/Real Part Manipulation→Lift Positive函数。 =PNkzFUo J|^z>gP( U /~uu
乘以最大调制折射率(0.05),通过Manipulation→Operation with Constant→Multiply Constant函数。 B.;@i;7L
0 z]H= a^E>LJL 将数据转换成数据阵列:Manipulation→Create Numerical Data Array(参见下一张)。 ocMTTVo bmi",UZ:F .XRe:\8mc
^8]7
数据阵列可用于存储折射率调制。 .X"&kO>G
选择在下一个对话框中将实部转化为一个数据阵列图。 J4U_utp
插值应该设置为Nearest Neighbor来得到一个像素化折射率调制。 \.p;
4V&
i_*.
5.X/Y采样介质 #Ufb
NXDkGO/*
!<VP[%2L~ GRIN扩散器层将由双界面元件模拟。 J7%rPJ 这个元件可以在平面层和任意折射率调制之间进行模拟。 SDNRcSbOD6 元件厚度对应于层厚度12.656μm。
98^7pa 折射率调制由采样x/y调制介质模拟。 .a(G=fk #w \x-i| MLM/!N 7
:A:7^jrhi
基材丙烯酸的离散数据应该从miscellaneous材料目录中加载。 &)JoB
折射率调制的数据阵列必须设置到介质中。 =h
+SZXe<r
应该选择像素化折射率调制。 m|x_++3
6#K.n&=*
P>)J:.tr0
优化的GRIN介质是周期性结构。 S~ S>62
只优化和指定一个单周期。 xfC$u`e=
介质必须切换到周期模式。周期是 T5e#Ll/
1.20764μm×1.20764μm。 2G!z/OAj 2EN}"Du]mj 6.通过GRIN介质传播 ,/TmTX--d &y|Ps eH" d)D!np=
*8;<w~
通过折射率调制层传播的传播模型: M5d EZ
- 薄元近似 F9r/
M"5
- 分步光束传播方法。 %6^nb'l'C
对于这个案例,薄元近似足够准确。 lcy+2)+
在传播面板上选择传播方法,并且编辑传播设置。 *P]]7DR
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)。 J(maJuY
w`+-xT% 7.模拟结果 ) R5j?6}xF ]q[(z 角强度分布
(参见Sc563_GRIN_Diffuser_3.lpd)
w9RBT(u
8.结论 aaN/HE_
E4Ez)IaKyi VirtualLab Fusion支持设计GRIN衍射光学元件和全息图。 J|be'V#]1 优化的GRIN元件可以生成任意的二维强度分布。 ?$tD 可以模拟通过x/y平面上任意调制的介质中的光传播。 ,L~aa?Nb- re#]zc<
5 $$Cav QQ:2987619807 =5fY3%^b{