1.模拟任务 AamVms ZEYgK)^ 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。
)>D+x5o] 设计包括两个步骤:
9}B`uJ - 设计相位函数来生成一个角谱Top Hat分布。
b 1&i# I?{ - 基于相位调制来计算对应的折射率调制。
`@i5i(( 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。
]"c+sMW tO_H!kP Y(\T-
bI 照明光束参数 :'aAZegQY LZ@|9!KDw iHf-{[[Z 波长:632.8nm
SuZ&vqS 激光光束直径(1/e2):700um
;['[?wk 6t/`:OZC: 理想输出场参数 OD Ur .^$YfTabq !v]b(z`Y 直径:1°
<p;k)S2J 分辨率:≤0.03°
%4\OPw& 效率:>70%
[m+iQVk' 杂散光:<20%
zI~owK)%Z 1FtM>&%4 n.hv!W0 2.设计相位函数 ~}K5#< \c[IbL07 ]|_\xO( CF|]e: 相位的设计请参考会话编辑器
DF6c| Sc563_GRIN_Diffuser_1.seditor和
优化文档Sc563_GRIN_Diffuser_2.dp。
OT^%3:zg 设计没有离散相位级的phase-only传输。
i&8FBV- fQLt=Lrp 3.计算GRIN扩散器 y8VpFa GRIN扩散器应该包含一个1mm厚度石英玻璃作为基板,和一个折射率调制的丙烯酸薄层。
<o2r~E0r3 最大折射率调制为△n=+0.05。
>;z<j$;F< 最大层厚度如下:
fF*`'i=! KJE[+R H+z 4.计算折射率调制 ]pEV}@7 3D9!M- 从IFTA优化文档中显示优化的传输
Bx[rC v#=`%]mL 将传输相位转变为实部,通过函数Manipulation→Field Quantity Operations→Move→Phase to Real。
`Q+moX >:=|L%]s;\ K/ &?VIi`z 生成正向函数,通过Manipulation→Amplitude/Real Part Manipulation→Lift Positive函数。
H A}f,),G B*htN
:|o<SZ 乘以最大调制折射率(0.05),通过Manipulation→Operation with Constant→Multiply Constant函数。
#k3t3az2{ !L5jj#0 vd`}/~o 将数据转换成数据阵列:Manipulation→Create Numerical Data Array(参见下一张)。
t>B^q3\q? 8Ry74|`=R EkT."K C@N1ljXJT 数据阵列可用于存储折射率调制。
k%[3Q>5iM 选择在下一个对话框中将实部转化为一个数据阵列图。
y]%w )4PS 插值应该设置为Nearest Neighbor来得到一个像素化折射率调制。
+l^LlqA "l={)=R 5.X/Y采样介质 :a:[.
6io , uh! W&h[p_0 GRIN扩散器层将由双界面元件
模拟。
+7Kyyu)y@ 这个元件可以在平面层和任意折射率调制之间进行模拟。
Hn,:`mj4-6 元件厚度对应于层厚度12.656μm。
)pw&c_x 折射率调制由采样x/y调制介质模拟。
T^Ab!O ,2oF:H bYe;b><G BF{w)=@/' 基材丙烯酸的离散数据应该从miscellaneous材料目录中加载。
= sAn,ri 折射率调制的数据阵列必须设置到介质中。
D .vw8H3 应该选择像素化折射率调制。
[nxE)D )a}"^1 K; FW 优化的GRIN介质是周期性结构。 只优化和指定一个单周期。
> Oh?%%6 介质必须切换到周期模式。周期是1.20764μm×1.20764μm。
ozsxXBh-`' H1!iP$1#V 6.通过GRIN介质传播 T+LJ*I4 .@iFa3 \qsw"B*tv` Es 5 通过折射率调制层传播的传播模型:
c= UU" - 薄元近似
\3Oij^l0 - 分步光束传播方法。
L.6WiVP) 对于这个案例,薄元近似足够准确。
>#+IaKL7 在传播面板上选择传播方法,并且编辑传播设置。
4Z[V uQng 场采样必须设置为手动模式并且采样距离为4.5μm(半像素尺寸)。
-ZW0k@5g T5wjU*=IL 7.模拟结果 SFH-^ly&D 角强度分布
(参见Sc563_GRIN_Diffuser_3.lpd)
#G9 adK5 Z,N$A7SBE 8.结论 ^"8G`B$r df+t:a VirtualLab Fusion支持设计GRIN衍射
光学元件和全息图。
&PcyKpyd 优化的GRIN元件可以生成任意的二维强度分布。
mq /zTm 可以模拟通过x/y平面上任意调制的介质中的光传播。