1.模拟任务 NPe%F+X
<yFu*(Q 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。 fx>4 设计包括两个步骤: 'y3!fN=h - 设计相位函数来生成一个角谱Top Hat分布。 X(-4<B - 基于相位调制来计算对应的折射率调制。 ';=O 0)u 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。 <<R*2b V%
6I\G2/: KNIn:K^/ 照明光束参数 Da&]y
}d}Ke_Q0
wx0j(:B]
波长:632.8nm 7Da`
激光光束直径(1/e2):700um RuVGG) _8_R 1s 理想输出场参数 [e}]}t8m
'u |c
C={Y;C1
直径:1° P! #[mio
分辨率:≤0.03° cP_.&!T
效率:>70% JB[~;nLlC
杂散光:<20% Q| ?L*Pq2I
8&`LYdzt dvJM6W>^= 2.设计相位函数 #KexvP&* y ~!Zg}o D!-g&HBTC
X!dYdWw*m
相位的设计请参考会话编辑器 8i#2d1O
Sc563_GRIN_Diffuser_1.seditor和优化文档Sc563_GRIN_Diffuser_2.dp。 )"aV* "
设计没有离散相位级的phase-only传输。 .MoU1n{Yc
]a*d# 3.计算GRIN扩散器 wHMX=N1/ 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。 .Od!0(0 最大折射率调制为△n=+0.05。 T&u5ki4NE 最大层厚度如下: * kDC liL Fgh_9S9J 4.计算折射率调制 UIN<2F_ .jT#:_ 从IFTA优化文档中显示优化的传输 ]tRu2Ygf Jgd'1'FOs 将传输相位转变为实部,通过函数Manipulation→Field Quantity Operations→Move→Phase to Real。 (b-MMr %oa-WmWm Mc_YPR:C 生成正向函数,通过Manipulation→Amplitude/Real Part Manipulation→Lift Positive函数。 hVAn>_( X296tA>C` W^LY'ypT
乘以最大调制折射率(0.05),通过Manipulation→Operation with Constant→Multiply Constant函数。 Tc`=f'pP)4
EF}\brD1 .p]RKS=(: 将数据转换成数据阵列:Manipulation→Create Numerical Data Array(参见下一张)。 9oR@UW1 -23w2Qt YdC6k?tzS
3z9d!I^>k
数据阵列可用于存储折射率调制。 n QZwC
选择在下一个对话框中将实部转化为一个数据阵列图。 >kDQkhZ
插值应该设置为Nearest Neighbor来得到一个像素化折射率调制。 VfC <WVYiZ
J^5So
5.X/Y采样介质 [KaAXv
.X })8N5C+KU
?5|>@> GRIN扩散器层将由双界面元件模拟。 suiS&$-E 这个元件可以在平面层和任意折射率调制之间进行模拟。 .A{tQ1&_ 元件厚度对应于层厚度12.656μm。 Ed,~1GanY 折射率调制由采样x/y调制介质模拟。 j0S#>t ju8q?Nyhs pF:$
ko
9gEwh<
基材丙烯酸的离散数据应该从miscellaneous材料目录中加载。 \[_t]'p
折射率调制的数据阵列必须设置到介质中。 #;qdY[v
应该选择像素化折射率调制。 z] PSpUd
_w(7u(Z
`nv~NLkl
优化的GRIN介质是周期性结构。 a# y;dK
只优化和指定一个单周期。 q#ClnG*
介质必须切换到周期模式。周期是 x_6[P2"PP
1.20764μm×1.20764μm。 {V$|3m>:* Tx=-Bb~; 6.通过GRIN介质传播 E+R1 !. AFDq}*2Qb zrL$]Oy}x
M!A}NWF
通过折射率调制层传播的传播模型: .4M.y:F
- 薄元近似 Z/;(fL
- 分步光束传播方法。 wQH<gJE/:
对于这个案例,薄元近似足够准确。 @qqg e'
在传播面板上选择传播方法,并且编辑传播设置。 EZy)A$|
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)。 ]J}
bv9i*] 7.模拟结果 (Hz^)5(~ \y)rt ) 角强度分布
(参见Sc563_GRIN_Diffuser_3.lpd)
T/Gz94c
8.结论 '}JhzKNj
'()xHEGl3 VirtualLab Fusion支持设计GRIN衍射光学元件和全息图。 k)= X}=w 优化的GRIN元件可以生成任意的二维强度分布。 F2dHH^ 可以模拟通过x/y平面上任意调制的介质中的光传播。 zyc"]IzOU