教程565(1.0) '+3C2! ).A9>^6?{ 1.模拟任务 vVrM[0*c
eTay/i<- 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。 ;8^(Z 设计包括两个步骤: \9uK^oS - 设计相位函数来生成一个角谱Top Hat分布。 pM}~/ - 基于相位调制来计算对应的折射率调制。 >#Xz~xI/I 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。 F^`+.G\ 4O/IT1+A g-1j#V`5 照明光束参数 &]shBvzl^
mx
UyD[|
adAdX;@e`
波长:632.8nm zqBzataR:
激光光束直径(1/e2):700um
sFnR; g"(@+\XZH" 理想输出场参数 Tj{3#?]Ho
|lZp5MOc
uG +ZR:
_
直径:1° &fl RrJ
分辨率:≤0.03° x 4sIZe+
效率:>70% D$*o}*mb
杂散光:<20% 6:6A"A
<(B|g&A o*ucw3s> 2.设计相位函数 C"%B>e .l5-i@=W p>#q* eU5
#TO^x&3@
相位的设计请参考会话编辑器 8S8UV(K0
Sc563_GRIN_Diffuser_1.seditor和优化文档Sc563_GRIN_Diffuser_2.dp。 e-[PuJ
设计没有离散相位级的phase-only传输。 k7;i^$@c
T,rRE7 3.计算GRIN扩散器 r4DHALu#) 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。 VJFFH\!` 最大折射率调制为△n=+0.05。 xUCq%r_ 最大层厚度如下: ^8J`*R8CL )rt%.` 4.计算折射率调制 /&_q"y9 zSU,le 从IFTA优化文档中显示优化的传输 {
0&l*@c& ,<)D3K< 将传输相位转变为实部,通过函数Manipulation→Field Quantity Operations→Move→Phase to Real。 j"aY\cLr t BV
}CmU&DA E_DQ.!U!o 生成正向函数,通过Manipulation→Amplitude/Real Part Manipulation→Lift Positive函数。 c:&8B/ &q9=0So4\ } .Z`
乘以最大调制折射率(0.05),通过Manipulation→Operation with Constant→Multiply Constant函数。 t|hc`|
5E1`qof *Uj;a. 将数据转换成数据阵列:Manipulation→Create Numerical Data Array(参见下一张)。 :#35mBe}k %KkC1.yu< i/H;4#Bz
vt^7:!r
数据阵列可用于存储折射率调制。 -aS@y.z
选择在下一个对话框中将实部转化为一个数据阵列图。 @"1Z;.S8V
插值应该设置为Nearest Neighbor来得到一个像素化折射率调制。 u'Q82l&Y
v9Sk\9}S
5.X/Y采样介质 <\O8D0.d bt_c$TN
eEP{?F^I[ GRIN扩散器层将由双界面元件模拟。 bgKC^Q/F 这个元件可以在平面层和任意折射率调制之间进行模拟。 }+G5i_a 元件厚度对应于层厚度12.656μm。 9==4T$nM[ 折射率调制由采样x/y调制介质模拟。 ,aGIq. *v xkiiQs) HKI\i)c
Ry"4v_e9
基材丙烯酸的离散数据应该从miscellaneous材料目录中加载。 oz)4YBf
折射率调制的数据阵列必须设置到介质中。 1"75+Q>D
应该选择像素化折射率调制。 wet[f {c
D}lqd Ja
D4|Ajeo;1
优化的GRIN介质是周期性结构。 I`rN+c:
只优化和指定一个单周期。 (dD7"zQ
介质必须切换到周期模式。周期是 PnInsf%;
1.20764μm×1.20764μm。 }r,xx{.u7 Z`MpH 6.通过GRIN介质传播 9d-'%Q>+ ( $2M"n SZ9DT
_ahp7-O
通过折射率调制层传播的传播模型: f\_PNZCc
- 薄元近似 EPH" 5$8
- 分步光束传播方法。 l9="ccM
对于这个案例,薄元近似足够准确。 #jG?{j3;?
在传播面板上选择传播方法,并且编辑传播设置。 D&2NO/
R
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)。 adIrrK
T 4p}5ew' 7.模拟结果 X'
5R4j n8=Dzv0 角强度分布
(参见Sc563_GRIN_Diffuser_3.lpd)
!/u
8.结论 W&R67ff|
Ky,upU VirtualLab Fusion支持设计GRIN衍射光学元件和全息图。 <I
tS_/z 优化的GRIN元件可以生成任意的二维强度分布。 5[jS(1a`c 可以模拟通过x/y平面上任意调制的介质中的光传播。 buN@O7\ ![\P/1p
{ +w.Z,D" QQ:2987619807 9RHDkK{5