1.模拟任务 D6EqJ,~
!,*Uvs@b 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。 u 0 K1n_ 设计包括两个步骤: 1mx;b)4t - 设计相位函数来生成一个角谱Top Hat分布。 /{Z<!7u;U - 基于相位调制来计算对应的折射率调制。 -"xC\R 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。 I>>X-} w1= f\ hud'@O"R+ 照明光束参数 X|60W
p vu% p8
"04:1J`
波长:632.8nm 6 x8lnXtA
激光光束直径(1/e2):700um 'W[Nr @OC*:?!4 理想输出场参数 .r-kH&)"GU
A2B]E,JMp
w)gMJX/0yw
直径:1° ]tEH `Kl
分辨率:≤0.03° e?dR'*-z
效率:>70% Uql7s:!,U
杂散光:<20% hQDl&A
e\]CZ5hs3 E~,Wpl} 2.设计相位函数 jt&rOPL7 o31pF 8#a2 kR<b
QWK\6
相位的设计请参考会话编辑器 V j_z"t7q
Sc563_GRIN_Diffuser_1.seditor和优化文档Sc563_GRIN_Diffuser_2.dp。 Oxh.&
设计没有离散相位级的phase-only传输。 2iWxx:e
A#w*r-P 3.计算GRIN扩散器 >zv}59M 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。 yrR,7vJ 最大折射率调制为△n=+0.05。 /f,*| 最大层厚度如下: IQ9Rvnna 0 oHnam 4.计算折射率调制 Y;q['h qg8T}y> 从IFTA优化文档中显示优化的传输 1=Q3WMT 0bR})}a+Yg 将传输相位转变为实部,通过函数Manipulation→Field Quantity Operations→Move→Phase to Real。 u-~?ylh 'FGf#l< irzWk3@: 生成正向函数,通过Manipulation→Amplitude/Real Part Manipulation→Lift Positive函数。 ,"4 `T$CUlt6 GvD{ I;
乘以最大调制折射率(0.05),通过Manipulation→Operation with Constant→Multiply Constant函数。 l":Z. J
{@<EVw 9vz"rHV 将数据转换成数据阵列:Manipulation→Create Numerical Data Array(参见下一张)。 0p ZX _L' ;=?KQq f uVV;"LVK~
rfc;
数据阵列可用于存储折射率调制。 4w0Y(y
选择在下一个对话框中将实部转化为一个数据阵列图。 8{J{)gF
插值应该设置为Nearest Neighbor来得到一个像素化折射率调制。 o_ SR
%NfbgJcL_
5.X/Y采样介质 !l1ycQM i^u5j\pfY*
`Ui|T GRIN扩散器层将由双界面元件模拟。 -OV!56& 这个元件可以在平面层和任意折射率调制之间进行模拟。 6/eh~ME= 元件厚度对应于层厚度12.656μm。 j`kw2( 折射率调制由采样x/y调制介质模拟。 )]C7+{ImC ^H
UNq[sQ B*j
AD2
l*C(FPw4
基材丙烯酸的离散数据应该从miscellaneous材料目录中加载。 sDvtk]4o-4
折射率调制的数据阵列必须设置到介质中。 !&OybjQ
应该选择像素化折射率调制。 J^BC
EBPm7{&0|
^3
'7
优化的GRIN介质是周期性结构。 ^8r4tX
只优化和指定一个单周期。 GT} =(sD L
介质必须切换到周期模式。周期是 N!&$fhY)
1.20764μm×1.20764μm。 +c^[[ K" 6Q.6 6.通过GRIN介质传播 nWAx!0G ?1u2P$d I`e|[k2
Dk XB
通过折射率调制层传播的传播模型: ngoAFb
- 薄元近似 {qHf%y&[
- 分步光束传播方法。 F&om^G'U
对于这个案例,薄元近似足够准确。 l|P(S(ikh
在传播面板上选择传播方法,并且编辑传播设置。 H%:~&_D
场采样必须设置为手动模式并且采样距离为4.5μm(半像素尺寸)。 sOBy)vq?\
m# ]VdO'f 7.模拟结果 J9
iQ W f._FwD 角强度分布
(参见Sc563_GRIN_Diffuser_3.lpd)
RRGCO+ )*
8.结论 ?lYi![.o
wZA(><\ VirtualLab Fusion支持设计GRIN衍射光学元件和全息图。 x!o>zT\ 优化的GRIN元件可以生成任意的二维强度分布。 Gmi$Nl!~ 可以模拟通过x/y平面上任意调制的介质中的光传播。 E|jbbCZy2