1.模拟任务 7`HKa@ thSXri?kl 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。
7_`_iymR 设计包括两个步骤:
u-R;rf5%k - 设计相位函数来生成一个角谱Top Hat分布。
o!zo%#0;#) - 基于相位调制来计算对应的折射率调制。
#&snl 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。
:czUOZ_ Dop,_94G og`g]Z<I 照明光束参数 ^%NjdZu DO ZM_-g4[H ;R7+6 波长:632.8nm
p4@0Dz`Q 激光光束直径(1/e2):700um
mw*KLMo42 GpXU&A'r 理想输出场参数 { {+:Vy +r$VrNVs ~|&To> 直径:1°
3bagL)'iz 分辨率:≤0.03°
Rts.jm>[ 效率:>70%
R<Ct{f! 杂散光:<20%
ggUw4w/e :oytJhxU P.3kcZ 2.设计相位函数 +kx#"L: xG|lmYt76 S7B?[SPrN[ ?'U@oz8 B 相位的设计请参考会话编辑器
\Wb3JQ) Sc563_GRIN_Diffuser_1.seditor和
优化文档Sc563_GRIN_Diffuser_2.dp。
__i))2 设计没有离散相位级的phase-only传输。
(t"e#b(: *R8P brN 3.计算GRIN扩散器 oiItQ4{< GRIN扩散器应该包含一个1mm厚度石英玻璃作为基板,和一个折射率调制的丙烯酸薄层。
UQq Qim 最大折射率调制为△n=+0.05。
e/zz.cd){ 最大层厚度如下:
; g\rY %Vhj<gN 4.计算折射率调制 i([|@Y= =~'y' K] 从IFTA优化文档中显示优化的传输
6A-nhvDP "LM[WcDX 将传输相位转变为实部,通过函数Manipulation→Field Quantity Operations→Move→Phase to Real。
iz2;xa* 'h>CgR^NM1 ;M5]XCPk 生成正向函数,通过Manipulation→Amplitude/Real Part Manipulation→Lift Positive函数。
7o9[cq w wj\kx\+
\iAs 乘以最大调制折射率(0.05),通过Manipulation→Operation with Constant→Multiply Constant函数。
s}?QA cC 35Fs/Gf-n i .''\ 将数据转换成数据阵列:Manipulation→Create Numerical Data Array(参见下一张)。
ms#|Yl1/| n8o(>?Kw ^"+Vx9H"{ "T.Qb/97@ 数据阵列可用于存储折射率调制。
' [%?j?2r 选择在下一个对话框中将实部转化为一个数据阵列图。
-|GX]jx(Y 插值应该设置为Nearest Neighbor来得到一个像素化折射率调制。
>uwd3XW5 43Ua@KNi 5.X/Y采样介质 >Dq&[9,8
IhXP~C6 ^@;P -0Sy GRIN扩散器层将由双界面元件
模拟。
N2&h yM 这个元件可以在平面层和任意折射率调制之间进行模拟。
M!
uE#| 元件厚度对应于层厚度12.656μm。
B dxV [SF 折射率调制由采样x/y调制介质模拟。
Z;cA_}5 3PEW0b*]Pf U\6Ee-1#_ Xd'B0kQaT 基材丙烯酸的离散数据应该从miscellaneous材料目录中加载。
T26'b . 折射率调制的数据阵列必须设置到介质中。
P.kf|,8L 应该选择像素化折射率调制。
h 2C9p2. -Hg,:re2 #yOn / 优化的GRIN介质是周期性结构。 只优化和指定一个单周期。
eMUsw5= 介质必须切换到周期模式。周期是1.20764μm×1.20764μm。
TchByN6oN< ,ZvlKN 6.通过GRIN介质传播 Zi.w+V Go PK. E$ 0f"la=6 =]P|!$!}0 通过折射率调制层传播的传播模型:
Fr1OzS^&( - 薄元近似
6bUcrw/#
p - 分步光束传播方法。
K&;/hdS=F 对于这个案例,薄元近似足够准确。
%=5 m!"F 在传播面板上选择传播方法,并且编辑传播设置。
DhT8Kh{ 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)。
bqRO-\vO e4-7&8N+ 7.模拟结果 yOyuMZo6 角强度分布
(参见Sc563_GRIN_Diffuser_3.lpd)
r_3=+ :YNXS;>)! 8.结论 eI+p v.Xmrry VirtualLab Fusion支持设计GRIN衍射
光学元件和全息图。
>/y+;<MZ 优化的GRIN元件可以生成任意的二维强度分布。
:{~TG]4M 可以模拟通过x/y平面上任意调制的介质中的光传播。