1.模拟任务 0"7+;(\1Rk
cr;:5D%_ 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。 ILr=<j 设计包括两个步骤: 4dixHpq' - 设计相位函数来生成一个角谱Top Hat分布。 75a3hPCZ - 基于相位调制来计算对应的折射率调制。 { <Gyjq 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。 =%8 yEb*5# 0SvPr[ > }etdXO_^ 照明光束参数 1IoW}yT
:G>w MMv&z
t]I9[5Pq\
波长:632.8nm 'goKYl#1Q
激光光束直径(1/e2):700um UIDeMz *AV%= 理想输出场参数 C u`
% PzkV s
)W= O~g
直径:1° OPN\{<`*d
分辨率:≤0.03° M|c_P)7ym
效率:>70% A6[FH\f
杂散光:<20% n*"r!&Dg
dC,C[7\ nA0%M1a 2.设计相位函数 %%ouf06.| %Bw:6Y4LZ JPF6zzl)
g8cBb5(L
相位的设计请参考会话编辑器 /4O))}TX
Sc563_GRIN_Diffuser_1.seditor和优化文档Sc563_GRIN_Diffuser_2.dp。 wU|@fm"
设计没有离散相位级的phase-only传输。 Xfg3q.q
3w)r"" C& 3.计算GRIN扩散器 WOZuFS13 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。 S'5 )K 最大折射率调制为△n=+0.05。 ^?RH<z 最大层厚度如下: CNb(\] ^mn!;nu 4.计算折射率调制 W`PJflr| i.'"`pn_ 从IFTA优化文档中显示优化的传输 4Q0ZY(2 EO fV4rVy8 将传输相位转变为实部,通过函数Manipulation→Field Quantity Operations→Move→Phase to Real。 _yg;5#3 cO7ii~&%! "x R6~8 生成正向函数,通过Manipulation→Amplitude/Real Part Manipulation→Lift Positive函数。 A:ts_* pMT7 /y- ( mp
乘以最大调制折射率(0.05),通过Manipulation→Operation with Constant→Multiply Constant函数。 FBwG3x
lIS`_H} .^*;hZ~4% 将数据转换成数据阵列:Manipulation→Create Numerical Data Array(参见下一张)。 ^+Nd\tp .O"a: ^i r'Wf4p^Xd
ke8g tbm
数据阵列可用于存储折射率调制。 ( 0/M?YQF
选择在下一个对话框中将实部转化为一个数据阵列图。 kr+p&|.
插值应该设置为Nearest Neighbor来得到一个像素化折射率调制。 Dx1(}D
iO?AY
5.X/Y采样介质 <qfAW?tF l,l qhq\
OW#0$%f GRIN扩散器层将由双界面元件模拟。 +Kb 7N, " 这个元件可以在平面层和任意折射率调制之间进行模拟。 !O%!A<3 元件厚度对应于层厚度12.656μm。 keLeD1 折射率调制由采样x/y调制介质模拟。 {Vj&i.2, k*?T^<c3 Wz.iDRFl
}O7sP^
基材丙烯酸的离散数据应该从miscellaneous材料目录中加载。 /V 09Na,N
折射率调制的数据阵列必须设置到介质中。 >BO$tbU5b
应该选择像素化折射率调制。 Y >w7%N
F$\Da)Y
?'0!>EjY"
优化的GRIN介质是周期性结构。 <4.Exha;=
只优化和指定一个单周期。 qr4 lr!#t
介质必须切换到周期模式。周期是 jbipNgxkr
1.20764μm×1.20764μm。 nrMW5>&-` 2c]"*Pb 6.通过GRIN介质传播 s>o#Ob@4' SbGdcCB 7qyPI
tnobqL'
通过折射率调制层传播的传播模型: =tD*,2]
- 薄元近似 }},0#Ap
- 分步光束传播方法。 rs?Dn6:;B
对于这个案例,薄元近似足够准确。 >\[]z^J
在传播面板上选择传播方法,并且编辑传播设置。 r|UJJ9i
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)。 WGn=3(4
E>s+"y 7.模拟结果 U4=l`{5on B zS4:e< 角强度分布
(参见Sc563_GRIN_Diffuser_3.lpd)
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8.结论 SPE)db3
x7/Vf,N VirtualLab Fusion支持设计GRIN衍射光学元件和全息图。 ]Z5m_-I 优化的GRIN元件可以生成任意的二维强度分布。 y#B=9Ri=z 可以模拟通过x/y平面上任意调制的介质中的光传播。 `;Tf _6c