切换到宽版
  • 广告投放
  • 稿件投递
  • 繁體中文
    • 666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
    6441
    光币
    26350
    光券
    0
    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2024-10-30
    1.模拟任务 fUp|3bBE  
    0+n&BkS'  
     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。 VM<oUKh_3  
     设计包括两个步骤: "S B%02  
    - 设计相位函数来生成一个角谱Top Hat分布。  J:~[ j  
    - 基于相位调制来计算对应的折射率调制。 a_ 9|xI  
     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。 ^T}}4I_Y  
    O{")i;v @  
    G%j/eTTf  
    照明光束参数 eHR&N.2  
    BYr_Lz|T  
    *@ <8&M9x  
    波长:632.8nm V`R)#G>IH%  
    激光光束直径(1/e2):700um
    A"\P&kqMV  
    t-eKruj+  
    理想输出场参数 AT%* ~tr  
    cwM#X;FGq  
    xJ=ZQ)&]  
    直径:1° =qV4Sje|q  
    分辨率:≤0.03° Cz=A{< ^g  
    效率:>70% M 9(ez7Z  
    杂散光:<20% E'&OOEMN-  
    VVI8)h8  
    h \D_  
    2.设计相位函数 >YJ8u{Z{o  
    @O}IrC!bf  
    so?pA@O  
    gJFR1  
     相位的设计请参考会话编辑器 0$xK   
     Sc563_GRIN_Diffuser_1.seditor和优化文档Sc563_GRIN_Diffuser_2.dp。 ` x%U  
     设计没有离散相位级的phase-only传输。 ueWR/  
    b!4N)t>gl  
    3.计算GRIN扩散器 t-*VsPy  
     GRIN扩散器应该包含一个1mm厚度石英玻璃作为基板,和一个折射率调制的丙烯酸薄层。 629~Uc6]  
     最大折射率调制为△n=+0.05。 )Y&MIJ7>@  
     最大层厚度如下: [ 5CS}FB  
    >G-8FL  
    4.计算折射率调制 #/n|@z'  
    R/ ALR  
    从IFTA优化文档中显示优化的传输 x38SSzG:L  
    2X qTyf<  
     将传输相位转变为实部,通过函数Manipulation→Field Quantity Operations→Move→Phase to Real。  D rF  
    ?r -\%_J_(  
    F:[7^GQZ{  
     生成正向函数,通过Manipulation→Amplitude/Real Part Manipulation→Lift Positive函数。 J<b3"wK0[  
    :DOr!PNA  
    kP!%|&w;  
     乘以最大调制折射率(0.05),通过Manipulation→Operation with Constant→Multiply Constant函数。 ffmG~$Yh_  
    f p v= P  
    GN:Ru|n  
     将数据转换成数据阵列:Manipulation→Create Numerical Data Array(参见下一张)。 bDciZ7[b  
    :Az8K)  
    yPf?"W  
    pchQ#GU  
     数据阵列可用于存储折射率调制。 }G>v]bV0V  
     选择在下一个对话框中将实部转化为一个数据阵列图。 \]Y\P~n  
     插值应该设置为Nearest Neighbor来得到一个像素化折射率调制。 +Od1)_'\D3  
    A5CdLwk  
    5.X/Y采样介质 Ez zTJ>  
    dIoF~8V  
    Gkdm7SV  
     GRIN扩散器层将由双界面元件模拟 %/{IssCR7  
     这个元件可以在平面层和任意折射率调制之间进行模拟。 @Ufa -h5"(  
     元件厚度对应于层厚度12.656μm。 VKq0 <+M  
     折射率调制由采样x/y调制介质模拟。
    bWGyLo,  
    :wQC_;  
    .o-0aBG  
    X4d Xm>*?=  
     基材丙烯酸的离散数据应该从miscellaneous材料目录中加载。 Nc G,0K  
     折射率调制的数据阵列必须设置到介质中。 AC 9{*K[  
     应该选择像素化折射率调制。 fC=fJZU7$  
    E)KB@f<g*  
    R'S c  
     优化的GRIN介质是周期性结构。 只优化和指定一个单周期。 e(?:g@]-r  
     介质必须切换到周期模式。周期是1.20764μm×1.20764μm。 n?y'c^  
    jK3giT  
    6.通过GRIN介质传播 \w{@u)h  
    AyE%0KmraK  
    IkSX\*  
    {F;,7Kn+l  
     通过折射率调制层传播的传播模型: ^dFh g_GhF  
    - 薄元近似 gsW=3m&`  
    - 分步光束传播方法。 wY' "ab  
     对于这个案例,薄元近似足够准确。 kxwNbxC  
     在传播面板上选择传播方法,并且编辑传播设置。 @)9REA(U  
     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)。 5gO /-Zj  
    JzHqNUn*M  
    7.模拟结果 PPUEkvH W  
    角强度分布
    (参见Sc563_GRIN_Diffuser_3.lpd)
    5){tBK|  
    U5|B9%:&  
    8.结论 dVvZu% DFp  
    6kP7   
     VirtualLab Fusion支持设计GRIN衍射光学元件和全息图。 &J\B\`  
     优化的GRIN元件可以生成任意的二维强度分布。 #0}Ok98P  
     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