1.模拟任务 FXbalQ?^
!Xzy: 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。 qSQsY:]j0 设计包括两个步骤: 5r^u7k - 设计相位函数来生成一个角谱Top Hat分布。 mW#p&{ - 基于相位调制来计算对应的折射率调制。 5Y5N 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。 K>TvM& tj: >o#D ,Z(J; ~ 照明光束参数 %`j2?rn
(y?`|=G-xT
vl5r~F
波长:632.8nm 9U!#Y%*T
激光光束直径(1/e2):700um 41o~5:& mk
+BeK 理想输出场参数 B0!W=T\
Tl*FK?)MC^
_'P!>C!
直径:1° ~ym-Szo
分辨率:≤0.03° "0 {t~?ol
效率:>70% \)BDl
杂散光:<20% y73@t$|
B3yp2tncj BoXGoFn 2.设计相位函数 6zJ>n~&( Nk shJ2 #zKF/H|_R
oHx =Cg;
相位的设计请参考会话编辑器 ^4tz*i
Sc563_GRIN_Diffuser_1.seditor和优化文档Sc563_GRIN_Diffuser_2.dp。 J,^e q@(
设计没有离散相位级的phase-only传输。 lHSuT2)x;
} mEsb? 3.计算GRIN扩散器 |79n
1;+\? GRIN扩散器应该包含一个1mm厚度石英玻璃作为基板,和一个折射率调制的丙烯酸薄层。 cz$q~)I$ 最大折射率调制为△n=+0.05。 A@OSh6/{h 最大层厚度如下: oW8 hC } @jT-t]P 4.计算折射率调制 eX9H/&g 8}Su7v1 从IFTA优化文档中显示优化的传输 u9) <i]2 b+mh9q'5E 将传输相位转变为实部,通过函数Manipulation→Field Quantity Operations→Move→Phase to Real。 44_CT?t< f*ZIBTb 9 S-)%# 生成正向函数,通过Manipulation→Amplitude/Real Part Manipulation→Lift Positive函数。 I)F3sS45} ;PhX[y^* 0:3<33]x
乘以最大调制折射率(0.05),通过Manipulation→Operation with Constant→Multiply Constant函数。 JheF}/Bx
H He~OxWg )6Qk|gIu( 将数据转换成数据阵列:Manipulation→Create Numerical Data Array(参见下一张)。 #[ hJm'G w1P8p>vA1 GHo=)NTjy
-(+/u .
数据阵列可用于存储折射率调制。 WjvD C"
选择在下一个对话框中将实部转化为一个数据阵列图。 cakb.Q
插值应该设置为Nearest Neighbor来得到一个像素化折射率调制。 ~F9WR5}]
mu =H&JC
5.X/Y采样介质 X?Mc"M 6s|4'!
}w8:`g'T0/ GRIN扩散器层将由双界面元件模拟。 y~pJ|E 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 ")*I 元件厚度对应于层厚度12.656μm。 @AU<'?k 折射率调制由采样x/y调制介质模拟。 MPmsW& y #Xq@ eb>YvC
G'
'l,\3
基材丙烯酸的离散数据应该从miscellaneous材料目录中加载。 \Q<Ur&J]%
折射率调制的数据阵列必须设置到介质中。 pg'3j3JW$
应该选择像素化折射率调制。 $zuemjW3p
wIT}>8o
fUgI*V
优化的GRIN介质是周期性结构。 7J@D})si
只优化和指定一个单周期。 csF!*!tta
介质必须切换到周期模式。周期是 x0!5z1KQh
1.20764μm×1.20764μm。 9@."Y>1G DIurFDQSS 6.通过GRIN介质传播 uM9[ vQpR0IEf]e >-{)wk;1&
ki^c)Tqn
通过折射率调制层传播的传播模型: Ll
!J!{
- 薄元近似 RjS&^uaP
- 分步光束传播方法。 $Z;?d@6yI
对于这个案例,薄元近似足够准确。 //}[(9b'\
在传播面板上选择传播方法,并且编辑传播设置。 3+2&@:$t
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)。 k~st;FO
V_g9oR_ 7.模拟结果 `2@t) : eSgCS*}0$z 角强度分布
(参见Sc563_GRIN_Diffuser_3.lpd)
|NcfR"[c
8.结论 `% x6;Ha
=-c"~4 VirtualLab Fusion支持设计GRIN衍射光学元件和全息图。 `_6!nkq8 优化的GRIN元件可以生成任意的二维强度分布。 Tv&-n 可以模拟通过x/y平面上任意调制的介质中的光传播。 idf~"a