1.模拟任务 Vz51=?75
V=\&eS4^" 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。 ATH0n>) 设计包括两个步骤:
//f[%j*> - 设计相位函数来生成一个角谱Top Hat分布。 F(}d|z@@
- 基于相位调制来计算对应的折射率调制。 =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。 x-(?^g 4|7L26,]5 }=;N3Q" #y 照明光束参数 Vad(PS0
Y Q3%vH5#y
Y#3m|b45n
波长:632.8nm v)4 kS
激光光束直径(1/e2):700um HO}aLp q1`uS^3` 理想输出场参数 F2OU[Z,-]
,k+jx53XV
Oa
CkU
直径:1° 2mVH*\D
分辨率:≤0.03° ^FF{71;
效率:>70% IcI y
杂散光:<20% v #IC
}DY^a'wJ- j+PW9>Uh 2.设计相位函数 24>{T5E ~iydp **dGK_^T0
ib*$3Fn~
相位的设计请参考会话编辑器 UFC.!t-Z
Sc563_GRIN_Diffuser_1.seditor和优化文档Sc563_GRIN_Diffuser_2.dp。 &%C4rAd2
设计没有离散相位级的phase-only传输。 >c8zMd
^7~=+0cF] 3.计算GRIN扩散器 OCY7Bls4 GRIN扩散器应该包含一个1mm厚度石英玻璃作为基板,和一个折射率调制的丙烯酸薄层。 l?Bv9k.^? 最大折射率调制为△n=+0.05。 JwxI8Pi*y 最大层厚度如下: C7eaioW$ 1h"0B 4.计算折射率调制 X7Cou6r 73 Tg{~ 从IFTA优化文档中显示优化的传输 hRtnO|Z6 VDCrFZ!] 将传输相位转变为实部,通过函数Manipulation→Field Quantity Operations→Move→Phase to Real。 nNq| v=L E!C~*l]wJx (~zdS. 生成正向函数,通过Manipulation→Amplitude/Real Part Manipulation→Lift Positive函数。 IgR_p7['. nYTI\f/8v |o|0qG@g
乘以最大调制折射率(0.05),通过Manipulation→Operation with Constant→Multiply Constant函数。 ~|R"GloUw
S'B7C>i`#N ,`S"nq 将数据转换成数据阵列:Manipulation→Create Numerical Data Array(参见下一张)。 dD@T}^j *| M@
! {m i!ejK6Q
'hg, W]
数据阵列可用于存储折射率调制。 ?v8B;="#w
选择在下一个对话框中将实部转化为一个数据阵列图。 YmNBtGhT
插值应该设置为Nearest Neighbor来得到一个像素化折射率调制。
=y[eQS$
j;J4]]R;o
5.X/Y采样介质 qf(!3
lf[(
.'L@$]!G GRIN扩散器层将由双界面元件模拟。 ^h4Q2Mv o 这个元件可以在平面层和任意折射率调制之间进行模拟。 [{f{E 元件厚度对应于层厚度12.656μm。 i,$*+2Z 折射率调制由采样x/y调制介质模拟。 9Z6O{
> oC^-" (# V~NS<!+q
f:=q=i
基材丙烯酸的离散数据应该从miscellaneous材料目录中加载。 |!flR? OU
折射率调制的数据阵列必须设置到介质中。 rR^VW^|f
应该选择像素化折射率调制。 6 @'v6 1'
%(,JBa:G
pU<->d;->
优化的GRIN介质是周期性结构。 enDjP
只优化和指定一个单周期。 M5[AA/@
介质必须切换到周期模式。周期是 +c+#InsY
1.20764μm×1.20764μm。 p`T7Y\\#! h9 [ov) 6.通过GRIN介质传播 uRxo,.}c `?2S4lN/ G'#a&6
bUU_NqUf*3
通过折射率调制层传播的传播模型: Wd3/Y/MD
- 薄元近似 oju4.1
- 分步光束传播方法。 2{|
U
对于这个案例,薄元近似足够准确。 ;~tKNytD`B
在传播面板上选择传播方法,并且编辑传播设置。 Y GvtG U-
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)。 *^}(LoPZ
AL3zE=BL 7.模拟结果 s-3vp v>;6pcp[F 角强度分布
(参见Sc563_GRIN_Diffuser_3.lpd)
xpRQ"6
8.结论 gdNEMT
s{'r'`z. VirtualLab Fusion支持设计GRIN衍射光学元件和全息图。 F3;UH%L1 优化的GRIN元件可以生成任意的二维强度分布。 lk)38. 可以模拟通过x/y平面上任意调制的介质中的光传播。 'HH[[9Q