1.模拟任务 Yo7ctwzdH;
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。 HD=WHT& 设计包括两个步骤: K\?vTgc( - 设计相位函数来生成一个角谱Top Hat分布。 ReSP)%oW - 基于相位调制来计算对应的折射率调制。 50_%Tl[ 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。
vf5[x!4 NKGo E/ (B$2)yZY 照明光束参数 } k5pfz
jS R:ltd
j1/J9F'
波长:632.8nm :&_@U$
激光光束直径(1/e2):700um OY[N%wr! m{b(^K9} 理想输出场参数 cG"jrQ
z2"2Xqy<U
UKX'A)$
直径:1° Gc@ENE f
分辨率:≤0.03° Bljh'Qp>C
效率:>70% vKaX,)P;?
杂散光:<20% "}PmAr e
=FwFqjvl }O
o 2.设计相位函数 L
Q;JtLu1 f, ;sEV VLQfuh;
(/qY*?
相位的设计请参考会话编辑器 7Kh+m@q.
Sc563_GRIN_Diffuser_1.seditor和优化文档Sc563_GRIN_Diffuser_2.dp。 Qz<v. _
设计没有离散相位级的phase-only传输。 a2).Az
q=96Ci _a 3.计算GRIN扩散器 A`OU}'v?L 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。 4[Oy3.-c 最大折射率调制为△n=+0.05。 B'~.>,fg 最大层厚度如下: N|7._AR2 Nb B`6@r 4.计算折射率调制 DVpqm6$Q 0D.YO<PU 从IFTA优化文档中显示优化的传输 :UScbPG 9KAXc(- 将传输相位转变为实部,通过函数Manipulation→Field Quantity Operations→Move→Phase to Real。 bZtjg 0|4XV{\qT$ O"Xjv`j: 生成正向函数,通过Manipulation→Amplitude/Real Part Manipulation→Lift Positive函数。 M?F({#] .^Ek1fi. :[AW
乘以最大调制折射率(0.05),通过Manipulation→Operation with Constant→Multiply Constant函数。 kyY tL_SD
T_B$ L\n_q6n 将数据转换成数据阵列:Manipulation→Create Numerical Data Array(参见下一张)。 r--"JO%2 U)c,ZxE jfgAI7;b
g{a_{P
数据阵列可用于存储折射率调制。 eb:u h!
选择在下一个对话框中将实部转化为一个数据阵列图。 _jnH!Mw
插值应该设置为Nearest Neighbor来得到一个像素化折射率调制。 \W*ouH
K3\U'bRO
5.X/Y采样介质 ii~~xt1 r!#a.
d3Y#_!) GRIN扩散器层将由双界面元件模拟。 m3,]j\ 这个元件可以在平面层和任意折射率调制之间进行模拟。 Kb4u)~S: 元件厚度对应于层厚度12.656μm。 =_v_#;h& 折射率调制由采样x/y调制介质模拟。 uWMAXGL >gVR5o
dq|z;,`
A
u(Ng q
基材丙烯酸的离散数据应该从miscellaneous材料目录中加载。 8 Z#)Xb4
折射率调制的数据阵列必须设置到介质中。 WU}JArX9
应该选择像素化折射率调制。 ea7v:#O[S
Ym!Ia&n
]A!Gr(FHQ
优化的GRIN介质是周期性结构。 *a+~bX)18
只优化和指定一个单周期。 "3}Bv
X
介质必须切换到周期模式。周期是 c
t,p?[Q
1.20764μm×1.20764μm。 3:);vh! {mueP6Gz@J 6.通过GRIN介质传播 }HXNhv-K L!/USh:IP Y+WOU._46I
Vh'H5v^
通过折射率调制层传播的传播模型: HM--`RJ
- 薄元近似 YMJjO0
- 分步光束传播方法。 {]|};E[}m
对于这个案例,薄元近似足够准确。 oIbd+6>f
在传播面板上选择传播方法,并且编辑传播设置。 6)DYQ^4y
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)。 yjN|PqtSV
n; !t?jnf. 7.模拟结果 P3@[x QbS w<V 角强度分布
(参见Sc563_GRIN_Diffuser_3.lpd)
O7q-MeMM
8.结论 @\[&_DZ
@KNp?2a VirtualLab Fusion支持设计GRIN衍射光学元件和全息图。 ywCE2N<-V? 优化的GRIN元件可以生成任意的二维强度分布。 :2 可以模拟通过x/y平面上任意调制的介质中的光传播。 %'t~+_