1.模拟任务 |s#,^SJ0
rhF2U 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。 L]YJ#5 设计包括两个步骤: UJS
vtD{g - 设计相位函数来生成一个角谱Top Hat分布。 k'v+/6 Y - 基于相位调制来计算对应的折射率调制。 f/
3'lPK^ 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。 U7LCd+Z5X pl}W|kW} XcbEh 照明光束参数 DW,Z})9
shLMj)7!
0 Swu]OE
波长:632.8nm 87pu\(,'
激光光束直径(1/e2):700um V%*91t _ C\[:{d 理想输出场参数 asW
W@E
}w=|"a|,
;Gu(Yoa}y
直径:1° .'
v$PEy
分辨率:≤0.03° U+-;(Fh~
效率:>70% rZAP3)dA
杂散光:<20% h5vetci/
"6~+-_: 6XAofN/5f 2.设计相位函数 e[Z-&' pgUjje># nBd(pOe
>YdLB@
相位的设计请参考会话编辑器 8XCT[X
Sc563_GRIN_Diffuser_1.seditor和优化文档Sc563_GRIN_Diffuser_2.dp。 5HB*
设计没有离散相位级的phase-only传输。 B_@p@6z
'8^cl:X 3.计算GRIN扩散器 7OPRf9+o 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。 ?:5/4YC 最大折射率调制为△n=+0.05。 WK#c* rsij 最大层厚度如下: .*?-j?U. V2yX;u 4.计算折射率调制 &?j\=% &[|Z2} 从IFTA优化文档中显示优化的传输 V\c`O SJ,];mC0 将传输相位转变为实部,通过函数Manipulation→Field Quantity Operations→Move→Phase to Real。 !h^_2IX Yi`DRkp]3 "?_af 生成正向函数,通过Manipulation→Amplitude/Real Part Manipulation→Lift Positive函数。 Qdy/KL1] kK&AK2 ey:%Zy
[~
乘以最大调制折射率(0.05),通过Manipulation→Operation with Constant→Multiply Constant函数。 ~A(^<
%4wHiCOg I,/E.cRV< 将数据转换成数据阵列:Manipulation→Create Numerical Data Array(参见下一张)。 +wGvYr
Fbw.Y6 fndH]Yp
/.UISArH
数据阵列可用于存储折射率调制。 *]Eyf")
选择在下一个对话框中将实部转化为一个数据阵列图。 TD/ 4lL~(x
插值应该设置为Nearest Neighbor来得到一个像素化折射率调制。 @6y)wA9Yx
>+%0|6VSb
5.X/Y采样介质 Vc8w[oS bz`rSp8h
$GD
Q1&Z GRIN扩散器层将由双界面元件模拟。 e[QEOx/-h2 这个元件可以在平面层和任意折射率调制之间进行模拟。 b-J6{=k^ 元件厚度对应于层厚度12.656μm。 }'p*C$ 折射率调制由采样x/y调制介质模拟。 94lz?-j /i"1e:cK K:$GmV9o
GCrsf
基材丙烯酸的离散数据应该从miscellaneous材料目录中加载。 cVaGgP}\
折射率调制的数据阵列必须设置到介质中。 {P ==6/<2o
应该选择像素化折射率调制。 $%1oZ{&M
K;R!>p}t
;IT'6m`@W
优化的GRIN介质是周期性结构。 z|<?=c2P
只优化和指定一个单周期。 ~qE:Nz0@
介质必须切换到周期模式。周期是 bc6|]kB:
1.20764μm×1.20764μm。 ^ b{~]I -c[fg+L9 6.通过GRIN介质传播 MZ^(BOe_ qjN*oM, g]?QV2bX6
f5*hOzKG6
通过折射率调制层传播的传播模型: c`UizZ
- 薄元近似 >4?735f=x
- 分步光束传播方法。 AD7&-=p&w
对于这个案例,薄元近似足够准确。 Xz'o<S
在传播面板上选择传播方法,并且编辑传播设置。 7!
/+[G
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)。 w*7wSP
e'3y^Vg 7.模拟结果 v|rBOv R E9`T 角强度分布
(参见Sc563_GRIN_Diffuser_3.lpd)
,UxAHCR~9
8.结论 ?V =#x.9
WFfn:WSWU VirtualLab Fusion支持设计GRIN衍射光学元件和全息图。 xQxq33\ 优化的GRIN元件可以生成任意的二维强度分布。 B*}:YV 可以模拟通过x/y平面上任意调制的介质中的光传播。 pvdCiYo1r