1.模拟任务 ]Alv5?E60 ~pv| 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。
zWN<"[agc 设计包括两个步骤:
<_o).hE{ - 设计相位函数来生成一个角谱Top Hat分布。
Y@jO#6R - 基于相位调制来计算对应的折射率调制。
~Ox !7Lp 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。
.paKV"LJ F.]D\"0` (hB+DPi 照明光束参数 r |H 1Yy <$" HLlp+;CF>< 波长:632.8nm
`>i8$q% 激光光束直径(1/e2):700um
e7n[NVrX t<F*ODn 理想输出场参数 ZOAHM1ci 4l2/eh]Hc( xF/u('A 直径:1°
<5 ? 分辨率:≤0.03°
-:$#koW 效率:>70%
*VuiEBG 杂散光:<20%
|TQ#[9C0 iE6?Px9] IqA'Vz,lL 2.设计相位函数 d~0k}|> G!G]*p5 6Z}8"VJr { _A>?@3La9 相位的设计请参考会话编辑器
bjO?k54I Sc563_GRIN_Diffuser_1.seditor和
优化文档Sc563_GRIN_Diffuser_2.dp。
><&>JgM 设计没有离散相位级的phase-only传输。
~W>3EJghR, v,[E*qMN 3.计算GRIN扩散器 |E}-j;( GRIN扩散器应该包含一个1mm厚度石英玻璃作为基板,和一个折射率调制的丙烯酸薄层。
++gWyzD 最大折射率调制为△n=+0.05。
Rj'Tu0l 最大层厚度如下:
ehpU`vQz rk E;OU 4.计算折射率调制 -eQ>3x&3r ^uV=|1<% 从IFTA优化文档中显示优化的传输
j5Cf\*B4J hy]8t1894 将传输相位转变为实部,通过函数Manipulation→Field Quantity Operations→Move→Phase to Real。
X_\$hF ,pTj'I O>KrTK-AV 生成正向函数,通过Manipulation→Amplitude/Real Part Manipulation→Lift Positive函数。
D;Bij= J4woZ{d
r.JM!x8 乘以最大调制折射率(0.05),通过Manipulation→Operation with Constant→Multiply Constant函数。
w$evAPuz^ ns&3Dh(IVP l^cz&k=+ 将数据转换成数据阵列:Manipulation→Create Numerical Data Array(参见下一张)。
p=d,kY 59l9^<{A K_Q-9j y0R9[;b07 数据阵列可用于存储折射率调制。
~_]i'ii8 选择在下一个对话框中将实部转化为一个数据阵列图。
B>kVJK`X 插值应该设置为Nearest Neighbor来得到一个像素化折射率调制。
.',d*H))E7 GzN /0:b 5.X/Y采样介质 =mp"=%
<9/?+) N0V`xrS GRIN扩散器层将由双界面元件
模拟。
i"h~QEE 这个元件可以在平面层和任意折射率调制之间进行模拟。
8o SL3 元件厚度对应于层厚度12.656μm。
MwHxn% 折射率调制由采样x/y调制介质模拟。
i6FviZx tt0 3gU` mb?r{WCi mD_sf_2> 基材丙烯酸的离散数据应该从miscellaneous材料目录中加载。
C9j3|]nyL 折射率调制的数据阵列必须设置到介质中。
Njmb{L]Cps 应该选择像素化折射率调制。
aInh?- <*@!>6mS Swxur+hfH 优化的GRIN介质是周期性结构。 只优化和指定一个单周期。
-d]v6q'1 介质必须切换到周期模式。周期是1.20764μm×1.20764μm。
KLpFW} tE$oV 6.通过GRIN介质传播 *G"}m/j- ?58*#'r 89YG
` zLSha\X 通过折射率调制层传播的传播模型:
}08Sv=XM - 薄元近似
'h#>@v> } - 分步光束传播方法。
iI$;%uY3g 对于这个案例,薄元近似足够准确。
_x]q`[Dih 在传播面板上选择传播方法,并且编辑传播设置。
[2.;gZj 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)。
[+wLy3_ ,KaO8^PB 7.模拟结果 El^V[s'3 角强度分布
(参见Sc563_GRIN_Diffuser_3.lpd)
5,#aN}v#? q M(@wFg 8.结论 k0IztFyj:R wl0 i3)e: VirtualLab Fusion支持设计GRIN衍射
光学元件和全息图。
c{{RP6o/j= 优化的GRIN元件可以生成任意的二维强度分布。
_ YcIGOL 可以模拟通过x/y平面上任意调制的介质中的光传播。