1.模拟任务 $O&N
)(OGo`4Qz 本
教程将介绍设计和分析生成Top Hat图案的折射率调制扩散器图层。
;eJ|) * 设计包括两个步骤：
mPF<2 :)wv - 设计相位函数来生成一个角谱Top Hat分布。
e,xJ%f - 基于相位调制来计算对应的折射率调制。
}vU^g PH 设计相位函数是基于案例DO.002。在开始设计一个梯度折射率扩散器之前，我们迫切地推荐您先阅读这个案例。
z6Fl$FFP Dm%Q96*VAq ~ z^49Ys: 照明光束参数 k]A =Q baBPf{< F~0iJnF 波长：632.8nm
P v=]7> e 激光光束直径（1/e2）：700um
._]*Y`5)d p1[|5r5Day 理想输出场参数 HWIn.ij 1,:Qrh C 6-~ZOMlV 直径：1°
l9]nrT1Hy 分辨率：≤0.03°
V["'eJA,, 效率：>70%
'9 'f\ 杂散光：<20%
\?w Ks XI:+EeM? H2xDC_Fs 2.设计相位函数 \irKM8]LJ 39m8iI%w[
^?_MIS`4N d}
5 相位的设计请参考会话编辑器
PdEPDyFk h Sc563_GRIN_Diffuser_1.seditor和
优化文档Sc563_GRIN_Diffuser_2.dp。
E^Ch;)j| 设计没有离散相位级的phase-only传输。
] yQqx* 2kOaKH[(q 3.计算GRIN扩散器 2s=zT5 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。
k.})3~F- 最大折射率调制为△n=+0.05。
h+7U'+|%A 最大层厚度如下：
Lr20xm W6`_ lGTj 4.计算折射率调制 x?]fHin_ PT~F ^8,) 从IFTA优化文档中显示优化的传输
Lp3pJE
FRL;fF 将传输相位转变为实部，通过函数Manipulation→Field Quantity Operations→Move→Phase to Real。
^Y !$WP Zx`/88!x[ Vx:uqzw# 生成正向函数，通过Manipulation→Amplitude/Real Part Manipulation→Lift Positive函数。
dKP| TRd bl^pMt1fv
,S
m?2< 乘以最大调制折射率（0.05），通过Manipulation→Operation with Constant→Multiply Constant函数。
xnJ#}-.7 oCLM'\ _j4 K 将数据转换成数据阵列：Manipulation→Create Numerical Data Array（参见下一张）。
p.<d+S< e A3 NyL Q );}1'c A/&u /?*C 数据阵列可用于存储折射率调制。
O>I%O^ 选择在下一个对话框中将实部转化为一个数据阵列图。
<IBUl}|\ 插值应该设置为Nearest Neighbor来得到一个像素化折射率调制。
Dw 5Ze uhv _'Q 5.X/Y采样介质 i-#D c (9 
VZe' 6?# GRIN扩散器层将由双界面元件
模拟。
]ncK M?'O 这个元件可以在平面层和任意折射率调制之间进行模拟。
~]Av$S 元件厚度对应于层厚度12.656μm。
/XA *:8~! 折射率调制由采样x/y调制介质模拟。
\ [M4[Qlq 6(7dr?^eGT o.Bbb=*rZ 7<L!" 2VB 基材丙烯酸的离散数据应该从miscellaneous材料目录中加载。
~eS/gF? 折射率调制的数据阵列必须设置到介质中。
ug'^$geM 应该选择像素化折射率调制。
^jcVJpyT@R %tPy]{S .. Nx+5r p 优化的GRIN介质是周期性结构。 只优化和指定一个单周期。
iA`.y9' 2 介质必须切换到周期模式。周期是1.20764μm×1.20764μm。
Ji1# >;& '
QjJ^3A 6.通过GRIN介质传播 pc QkJ F E$A=*-u D(Q]ddUi' DGw*BN%` 通过折射率调制层传播的传播模型：
'*Tt$0#o - 薄元近似
pV!WZ Ufg - 分步光束传播方法。
LF)wn -C} 对于这个案例，薄元近似足够准确。
ay`R jT 在传播面板上选择传播方法，并且编辑传播设置。
[ \%a7ji# 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）。
Z N&9qw* iSf Ro 31 7.模拟结果 meXwmO 角强度分布
（参见Sc563_GRIN_Diffuser_3.lpd）
bA'N2~., Q ~n%c7 8.结论 *.VNyay 91nB?8ZE6, VirtualLab Fusion支持设计GRIN衍射
光学元件和全息图。
cXr_,>k 优化的GRIN元件可以生成任意的二维强度分布。
d DAl n+ 可以模拟通过x/y平面上任意调制的介质中的光传播。
