1.模拟任务 X>uLGr>
oVZzvK(zR 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。 [sk n9$ 设计包括两个步骤: f1'X<VA - 设计相位函数来生成一个角谱Top Hat分布。 |y0k}ed - 基于相位调制来计算对应的折射率调制。 r^msJ|k8[ 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。 r0[<[jEh =8tK]lb EZ"i0u 照明光束参数 gfIS
Ut'T!RD
]R}(CaT1
波长:632.8nm u8>aO>(bVg
激光光束直径(1/e2):700um 6QT&{|q= H{N},B 理想输出场参数 0L32sFy
1twpOZ>
GJQ>VI2cY
直径:1° )i:*r8*~
分辨率:≤0.03° rA?<\*
效率:>70% pi#a!Quf\
杂散光:<20% 5HHf3E [
P=<lY}, @uV]7d"z( 2.设计相位函数 m6K7D([f z>,tP xgkCN$zQ`
mP6}$D
相位的设计请参考会话编辑器 $")Gd@aR
Sc563_GRIN_Diffuser_1.seditor和优化文档Sc563_GRIN_Diffuser_2.dp。 K2n#;fY %
设计没有离散相位级的phase-only传输。 >m!Z$m([J
<{;'0> ToM 3.计算GRIN扩散器 3 !sZA?q 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#0( y^ 最大折射率调制为△n=+0.05。 L.. 最大层厚度如下: ZQ`4'|" :a2[d1 4.计算折射率调制 <<gW`KF
7CF>cpw 从IFTA优化文档中显示优化的传输 ~rjK*_3/ 9$9aBW 将传输相位转变为实部,通过函数Manipulation→Field Quantity Operations→Move→Phase to Real。 bk=;=K ALO/{:l( I
H#CaD 生成正向函数,通过Manipulation→Amplitude/Real Part Manipulation→Lift Positive函数。 0(u}z NW;_4g4qE W]bytsl
乘以最大调制折射率(0.05),通过Manipulation→Operation with Constant→Multiply Constant函数。 RZq_}-P,.c
ZvC?F=tH @J6r;4|& 将数据转换成数据阵列:Manipulation→Create Numerical Data Array(参见下一张)。 @Ss W p(4B"[ !S qSD`S1'2;
XJl
3\*
数据阵列可用于存储折射率调制。 iDgc$'%?
选择在下一个对话框中将实部转化为一个数据阵列图。 {`)oxzR
插值应该设置为Nearest Neighbor来得到一个像素化折射率调制。 o,J8n;"l
+5R8mbD!
5.X/Y采样介质 wM;=^br &ns??:\+T
oL>o*/ GRIN扩散器层将由双界面元件模拟。 Lq6nmjL 这个元件可以在平面层和任意折射率调制之间进行模拟。 \oGU6h< 元件厚度对应于层厚度12.656μm。 vGJw/ij'X 折射率调制由采样x/y调制介质模拟。 4v5qK pxyFM@Z]( \>j@!W
QGErQ
+l
基材丙烯酸的离散数据应该从miscellaneous材料目录中加载。 }+u<w{-7/
折射率调制的数据阵列必须设置到介质中。 W_/$H_04+
应该选择像素化折射率调制。 @l_rB~
`tKs|GQf
fv*
$=m
优化的GRIN介质是周期性结构。 g*4^HbVxt
只优化和指定一个单周期。 Z%I 'sWOd
介质必须切换到周期模式。周期是 w#L`|cYCm
1.20764μm×1.20764μm。 _a`/{M| K}whqe]j 6.通过GRIN介质传播 4~ nf~ :2A-;P4 _4k zlD
{p(6bsn_#]
通过折射率调制层传播的传播模型: =C)2DW J1
- 薄元近似 Ycxv=Et
- 分步光束传播方法。 iWe'|Br
对于这个案例,薄元近似足够准确。 |F~U
在传播面板上选择传播方法,并且编辑传播设置。 Qk.[#
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)。 a72L%oJ
$JK,9G[Vu 7.模拟结果 /(}YjeS O;(n[k 角强度分布
(参见Sc563_GRIN_Diffuser_3.lpd)
|B\76Nk
8.结论 GgvMd~
AC?a:{./ VirtualLab Fusion支持设计GRIN衍射光学元件和全息图。 WBD"d<>' 优化的GRIN元件可以生成任意的二维强度分布。 O%} hNTS" 可以模拟通过x/y平面上任意调制的介质中的光传播。 q-+_Y `_\