切换到宽版
  • 广告投放
  • 稿件投递
  • 繁體中文
    • 843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
    6655
    光币
    27424
    光券
    0
    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2024-10-30
    1.模拟任务 >q}Ns^ .'  
    ut<0-  
     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。 YqJ `eLu  
     设计包括两个步骤: /M0A9ZT[  
    - 设计相位函数来生成一个角谱Top Hat分布。 oPqWL9]  
    - 基于相位调制来计算对应的折射率调制。 E`"<t:RzF  
     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。 ~36)3W[4  
    6> fQe8Y  
    ,y>%m;jL  
    照明光束参数 BA5b;+o-  
    6t,_Xqg*  
    xT]|78h$   
    波长:632.8nm K5h2 ~  
    激光光束直径(1/e2):700um
    ]c Or$O*  
    d,hKy2  
    理想输出场参数 ;$VQRXq  
    L/YEW7M  
    ]]EOCGZ"  
    直径:1° hxXl0egI  
    分辨率:≤0.03° 2b[R^O}   
    效率:>70% <{z*6FM!'  
    杂散光:<20% vFz#A/1  
    &e-MOM2&  
    dr54 D  
    2.设计相位函数 y{ ?wxg9  
    6]Vf`i  
    q JdC5z\[  
    =k{ n! e  
     相位的设计请参考会话编辑器 /qKO9M5A  
     Sc563_GRIN_Diffuser_1.seditor和优化文档Sc563_GRIN_Diffuser_2.dp。 (]Pr[xB  
     设计没有离散相位级的phase-only传输。 t&oNC6  
    Z{MR#.I  
    3.计算GRIN扩散器 Z [aKic  
     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。 IwTAM9n  
     最大折射率调制为△n=+0.05。 Wv4x^nJ  
     最大层厚度如下: 4U;Zs3  
    'Avp16zg  
    4.计算折射率调制 fH> I/%  
    .$rt>u,8<  
    从IFTA优化文档中显示优化的传输 ;PA^.RB  
    q#6K'=AC  
     将传输相位转变为实部,通过函数Manipulation→Field Quantity Operations→Move→Phase to Real。 Y*KP1=Md  
    @[s+5_9nk  
    cD6T4  
     生成正向函数,通过Manipulation→Amplitude/Real Part Manipulation→Lift Positive函数。 G2,9$8qE  
    *!wBn  
    Hy*_4r  
     乘以最大调制折射率(0.05),通过Manipulation→Operation with Constant→Multiply Constant函数。 k>'c4ay290  
    IHrG!owf  
    TA~FP#.  
     将数据转换成数据阵列:Manipulation→Create Numerical Data Array(参见下一张)。 -Y{=bZS u  
    $#HPwmd  
    nXg:lCI-uu  
    J/{!_M-  
     数据阵列可用于存储折射率调制。 l>J>?b=x"[  
     选择在下一个对话框中将实部转化为一个数据阵列图。 CZ~%qPwDw  
     插值应该设置为Nearest Neighbor来得到一个像素化折射率调制。 "UVqHW1%K  
    [%1 87dz:D  
    5.X/Y采样介质 6]mFw{6qn1  
    e=).0S`*F  
    ({5`C dVi  
     GRIN扩散器层将由双界面元件模拟 1c2zFBl.&  
     这个元件可以在平面层和任意折射率调制之间进行模拟。 Y~fa=R{W  
     元件厚度对应于层厚度12.656μm。 H;=JqD8`  
     折射率调制由采样x/y调制介质模拟。
    9[9 ZI1*s  
    vz *'1ugaA  
    &l<~Xd#  
    z+=wql*Eo  
     基材丙烯酸的离散数据应该从miscellaneous材料目录中加载。 .Z2zv*  
     折射率调制的数据阵列必须设置到介质中。 Z7G l^4zn  
     应该选择像素化折射率调制。 5RUhrE   
    gWK NC  
    ~R$Ko(N  
     优化的GRIN介质是周期性结构。 只优化和指定一个单周期。 ^]_5oFRIj  
     介质必须切换到周期模式。周期是1.20764μm×1.20764μm。 S *D Bzl  
     Bm\OH#  
    6.通过GRIN介质传播 kvoEnwBe_  
    w%NT 0J  
    `+c8;p'q  
    g3h:oQCS  
     通过折射率调制层传播的传播模型: N+V_[qr#  
    - 薄元近似 yaw33/iN  
    - 分步光束传播方法。 $&@etsW0/  
     对于这个案例,薄元近似足够准确。 )Z.M(P  
     在传播面板上选择传播方法,并且编辑传播设置。 YZHqy++x  
     场采样必须设置为手动模式并且采样距离为4.5μm(半像素尺寸)。 {T=rsPp<@  
    x$WdW+glZ-  
    7.模拟结果 aP}%&{iC*  
    角强度分布
    (参见Sc563_GRIN_Diffuser_3.lpd)
    yClbM5,  
    A:JW Ux  
    8.结论 mKh <M)Bz  
    &# w~S~  
     VirtualLab Fusion支持设计GRIN衍射光学元件和全息图。 @XSxoUF\  
     优化的GRIN元件可以生成任意的二维强度分布。 l}aJRG6U  
     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