切换到宽版
  • 广告投放
  • 稿件投递
  • 繁體中文
    • 558阅读
    • 0回复

    [技术]设计和分析GRIN扩散器(完整) [复制链接]

    上一主题 下一主题
    离线infotek
     
    发帖
    6374
    光币
    26015
    光券
    0
    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2024-10-30
    1.模拟任务 ^/v!hq_#%&  
    a*KJjl?k  
     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。 "_36WX  
     设计包括两个步骤: p#fV|2'  
    - 设计相位函数来生成一个角谱Top Hat分布。 $_&gT.>  
    - 基于相位调制来计算对应的折射率调制。 R"k}wRnxY  
     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。 #~@Cl9[)D  
    ~;B@ {kFY)  
    $tFmp)  
    照明光束参数 lG!We'?  
    LuUfdzH  
    VT`C<'   
    波长:632.8nm N13wVx  
    激光光束直径(1/e2):700um
    58.b@@T  
    Nh/B8:035  
    理想输出场参数 wT+b|K  
    I^yInrRh5  
    IA?v[xu  
    直径:1° _^"0"<,  
    分辨率:≤0.03° S2EeC&-AR  
    效率:>70% x5)YZ~5  
    杂散光:<20% 9Fv VM9  
    BjyGk+A   
    Z4'8x h)-  
    2.设计相位函数 |oI]  
    1 n<7YO7}  
    2n8spLZYGY  
    ;p4|M  
     相位的设计请参考会话编辑器 0h",.  
     Sc563_GRIN_Diffuser_1.seditor和优化文档Sc563_GRIN_Diffuser_2.dp。 g4 G?hv`R  
     设计没有离散相位级的phase-only传输。 \z>L,U  
    Y< drRK!  
    3.计算GRIN扩散器 Rr/sxR|0_  
     GRIN扩散器应该包含一个1mm厚度石英玻璃作为基板,和一个折射率调制的丙烯酸薄层。 zw,=mpf3_  
     最大折射率调制为△n=+0.05。 Y$ To)qo  
     最大层厚度如下: UL   
    8KrqJN0\  
    4.计算折射率调制 S;]][h =  
    QCvz|)  
    从IFTA优化文档中显示优化的传输 F 7~T=X)1  
    ?$&iVN^UA  
     将传输相位转变为实部,通过函数Manipulation→Field Quantity Operations→Move→Phase to Real。 %Vp'^,&S  
    C:WXI;*cr  
    b/eJEL  
     生成正向函数,通过Manipulation→Amplitude/Real Part Manipulation→Lift Positive函数。 M@b:~mI[sw  
     UX& ?^]  
    20XN5dTFT  
     乘以最大调制折射率(0.05),通过Manipulation→Operation with Constant→Multiply Constant函数。 o> i`Jq&  
    s;eOX\0  
    p Y[dJxB  
     将数据转换成数据阵列:Manipulation→Create Numerical Data Array(参见下一张)。 :6r)HJ5sg  
    gwyHDSo8:a  
    :n} NQzs  
    Y={_o!9  
     数据阵列可用于存储折射率调制。 K4\#b}P!  
     选择在下一个对话框中将实部转化为一个数据阵列图。 /T_@rm  
     插值应该设置为Nearest Neighbor来得到一个像素化折射率调制。 $ 3/G)/A  
    qfQg?Mr  
    5.X/Y采样介质 H3{FiB]  
    U:n3V  
    yRt>7'@X  
     GRIN扩散器层将由双界面元件模拟 ^t{2k[@  
     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}K%D)H  
     元件厚度对应于层厚度12.656μm。 hkhk,bhI  
     折射率调制由采样x/y调制介质模拟。
    2MapB*  
    `X06JTqf:  
    gLyE,1Z}u  
    O*8 .kqlgt  
     基材丙烯酸的离散数据应该从miscellaneous材料目录中加载。 =83FCq"  
     折射率调制的数据阵列必须设置到介质中。 _Bp{~-fO  
     应该选择像素化折射率调制。 TZ2-%k#  
    )@O80uOFh  
    uGxh}'&  
     优化的GRIN介质是周期性结构。 只优化和指定一个单周期。 zFn-V EJ)  
     介质必须切换到周期模式。周期是1.20764μm×1.20764μm。 im6Rx=}E{  
    vl{G;[6  
    6.通过GRIN介质传播 1D6F WYV8  
    HoIK^t~VT#  
    };z[x2l^  
    ~x:B@Ow  
     通过折射率调制层传播的传播模型: yp}a&Dg  
    - 薄元近似 #:y h2y7a%  
    - 分步光束传播方法。 N^{"k,vB-  
     对于这个案例,薄元近似足够准确。 QX]~|?q  
     在传播面板上选择传播方法,并且编辑传播设置。 ,'E+f%  
     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)。 5w# Ceg9  
    sfv{z!mo  
    7.模拟结果 7vRFF@eq}  
    角强度分布
    (参见Sc563_GRIN_Diffuser_3.lpd)
    rLU+-_  
    f""+jc1  
    8.结论 U;l!.mze  
    ;ORT#7CU  
     VirtualLab Fusion支持设计GRIN衍射光学元件和全息图。 aWe?n;  
     优化的GRIN元件可以生成任意的二维强度分布。 ^HYrJr$y  
     可以模拟通过x/y平面上任意调制的介质中的光传播。
     
    分享到