1.模拟任务 J"0`%'*/ lt/1f{v[: 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。
{y)=eX9 设计包括两个步骤:
]}V<*f - 设计相位函数来生成一个角谱Top Hat分布。
M`0V~P`^ - 基于相位调制来计算对应的折射率调制。
=7?4eYHC 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。
?al'F q ko!)s 1a/++4O.| 照明光束参数 0Fq}
N v_yw@ irZ])a 波长:632.8nm
D ;RiGW4 激光光束直径(1/e2):700um
Mc) }\{J W<'m:dq 理想输出场参数 zOJ%} &1Ok`_plO VMZMG$C 直径:1°
B.=FSow 分辨率:≤0.03°
11 NQR[ 效率:>70%
82+r^t/. 杂散光:<20%
M*0]ai|; 7 W5@TWM -uS!\ 2.设计相位函数 Zj(AJ* r x5pdS: #`^}PuQ ;[ZEDF5H 相位的设计请参考会话编辑器
@@f"%2ZR[ Sc563_GRIN_Diffuser_1.seditor和
优化文档Sc563_GRIN_Diffuser_2.dp。
yWmJ~/*lG 设计没有离散相位级的phase-only传输。
0S"mVZ*P KR}?H#% 3.计算GRIN扩散器 KS+'|q<?w GRIN扩散器应该包含一个1mm厚度石英玻璃作为基板,和一个折射率调制的丙烯酸薄层。
U4'#T%* 最大折射率调制为△n=+0.05。
poE0{HOU 最大层厚度如下:
& l<.X =nHUs1rKn 4.计算折射率调制 i$Ul(? ,~U>'&M; 从IFTA优化文档中显示优化的传输
H_7/%noS5 gb1V~ 将传输相位转变为实部,通过函数Manipulation→Field Quantity Operations→Move→Phase to Real。
}:zE< bK iqsCB%;5 RHW]Z
Pr< 生成正向函数,通过Manipulation→Amplitude/Real Part Manipulation→Lift Positive函数。
X0HZH?V+ phXGnm
h4gXvPS&r 乘以最大调制折射率(0.05),通过Manipulation→Operation with Constant→Multiply Constant函数。
:
$1?i) M/f<A$xx_ E_rI?t^ 将数据转换成数据阵列:Manipulation→Create Numerical Data Array(参见下一张)。
&ANf!*<\E .^`{1% T=DbBy0- fgTg7 m 数据阵列可用于存储折射率调制。
~ah~cwmpS 选择在下一个对话框中将实部转化为一个数据阵列图。
LENq_@$ 插值应该设置为Nearest Neighbor来得到一个像素化折射率调制。
w{8xpAqm NWESP U):w 5.X/Y采样介质 J3V=
46Yc
HQdxL*N%^ ,L2ZinU: GRIN扩散器层将由双界面元件
模拟。
n`_{9R 这个元件可以在平面层和任意折射率调制之间进行模拟。
3DX*gsx( 元件厚度对应于层厚度12.656μm。
8Al{+gx@? 折射率调制由采样x/y调制介质模拟。
n&4N[Qlv, ^LnTOdAE l'rja.\ #lo6c;*m5 基材丙烯酸的离散数据应该从miscellaneous材料目录中加载。
6Igz:eX 折射率调制的数据阵列必须设置到介质中。
2QcOR4_V 应该选择像素化折射率调制。
5DU6rks% eS^7A}*wd- lN)C2 2 优化的GRIN介质是周期性结构。 只优化和指定一个单周期。
n+9=1Oo" 介质必须切换到周期模式。周期是1.20764μm×1.20764μm。
R_cA:3qc~ tKuwpT1Qc 6.通过GRIN介质传播 J1U/.`Oy )r?}P1J7 EWhK0Vej= HyQJXw?A: 通过折射率调制层传播的传播模型:
\.{$11P# - 薄元近似
D/gw .XYL - 分步光束传播方法。
C==hox7b 对于这个案例,薄元近似足够准确。
hh%-(HaLX3 在传播面板上选择传播方法,并且编辑传播设置。
xIW3={b 3 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 clQ 79j+vH!zh 7.模拟结果 p`dU2gV 角强度分布
(参见Sc563_GRIN_Diffuser_3.lpd)
Et_bH%0 PdFKs+Z` 8.结论 EJ.SW5 2jItq2.> VirtualLab Fusion支持设计GRIN衍射
光学元件和全息图。
2zA4vZkbcw 优化的GRIN元件可以生成任意的二维强度分布。
p4rL}Jm& 可以模拟通过x/y平面上任意调制的介质中的光传播。