1.模拟任务 GJeG7xtJKl 51jgx,-|$ 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。
Dr3_MWJ+ 设计包括两个步骤:
s@F&N9oh - 设计相位函数来生成一个角谱Top Hat分布。
+OE!Uqnt - 基于相位调制来计算对应的折射率调制。
}/cReX,so 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。
=-h^j &lQ%;)' X Q#K1Z 照明光束参数 wFJf"@/vJ W[ l >JyS@j} 波长:632.8nm
7D6`1& 激光光束直径(1/e2):700um
vMT f^V 5=pE*ETJ 理想输出场参数 pU$k{^'UK 4q}+8F`0F Jo5B mh0 直径:1°
0:$}~T9T 分辨率:≤0.03°
tT}b_r7h(1 效率:>70%
:os8" 杂散光:<20%
B9maz"lJ >JpBX+]5m ;c!> = 2.设计相位函数 bA^uzE a:BW*Hy{\ |P
>"a` OQ-)
4Uk} 相位的设计请参考会话编辑器
m$T5lKn}U? Sc563_GRIN_Diffuser_1.seditor和
优化文档Sc563_GRIN_Diffuser_2.dp。
2n<Mu Q] 设计没有离散相位级的phase-only传输。
1'~Xn
4
f #Rw!a#CX. 3.计算GRIN扩散器 wQhNQ(H~\ GRIN扩散器应该包含一个1mm厚度石英玻璃作为基板,和一个折射率调制的丙烯酸薄层。
AV5={KK 最大折射率调制为△n=+0.05。
p='j/= 最大层厚度如下:
-DI
>O/ }`uyOgGg* 4.计算折射率调制 6"&cQ>$xh W$4$%r8 从IFTA优化文档中显示优化的传输
J p'^! yf&g\ke 将传输相位转变为实部,通过函数Manipulation→Field Quantity Operations→Move→Phase to Real。
)DgXsT Ku(YTXtK `YNzcn0x 生成正向函数,通过Manipulation→Amplitude/Real Part Manipulation→Lift Positive函数。
2"IV vV,TT%J8D
gv*b`cl 乘以最大调制折射率(0.05),通过Manipulation→Operation with Constant→Multiply Constant函数。
[LYO'-g^F# q$:1Xkl TM)INo^ 将数据转换成数据阵列:Manipulation→Create Numerical Data Array(参见下一张)。
AO-5>r Fs/CW\ ? i{?Q, W A/dt2D| 数据阵列可用于存储折射率调制。
Hjm> I'9 选择在下一个对话框中将实部转化为一个数据阵列图。
^ZwZze:2 插值应该设置为Nearest Neighbor来得到一个像素化折射率调制。
5YY5t^T sxNf"C=-. 5.X/Y采样介质 Y2`sL,'h
r2-iISxg+ dyQ7@K.E GRIN扩散器层将由双界面元件
模拟。
jPWONz(# 这个元件可以在平面层和任意折射率调制之间进行模拟。
%3z[;&*3O 元件厚度对应于层厚度12.656μm。
DbMVbgz<e 折射率调制由采样x/y调制介质模拟。
z?byNd8 JRl=j2z ]A5F}wV4 B/agW 基材丙烯酸的离散数据应该从miscellaneous材料目录中加载。
OSBR2Z;= 折射率调制的数据阵列必须设置到介质中。
fn}E1w 应该选择像素化折射率调制。
|AYii-g ;K<VT\ , $ 7-SN 优化的GRIN介质是周期性结构。 只优化和指定一个单周期。
XZE(& (s 介质必须切换到周期模式。周期是1.20764μm×1.20764μm。
)OI}IWDl 7-744wV}Z 6.通过GRIN介质传播 C[7!pd _^iY;& ]IuZ T f"Sp.'@ 通过折射率调制层传播的传播模型:
@Jd&[T27Lr - 薄元近似
&[G)YD - 分步光束传播方法。
*zdD4I= 对于这个案例,薄元近似足够准确。
u?,>yf.;s 在传播面板上选择传播方法,并且编辑传播设置。
<cTX;&0= 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)。
<"3q5ic/Z ?_eLrz4>L^ 7.模拟结果 RY;V@\pRY+ 角强度分布
(参见Sc563_GRIN_Diffuser_3.lpd)
<B6md
i'R ;[y( 14g 8.结论 rJiF2 W PQaTS*0SXJ VirtualLab Fusion支持设计GRIN衍射
光学元件和全息图。
7y
Cf3 优化的GRIN元件可以生成任意的二维强度分布。
A/y|pg5 可以模拟通过x/y平面上任意调制的介质中的光传播。