1.模拟任务 Z]TQ+9t >yn]h4M 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。
+2 oZML 设计包括两个步骤:
fS|e{!iI" - 设计相位函数来生成一个角谱Top Hat分布。
5WRqeSGh - 基于相位调制来计算对应的折射率调制。
j#P4& 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。
Vh?vD:| ;^0ok'P\~9 .B2e$`s$ 照明光束参数 SnXM`v, CPcUB4a%# iM:-750n/ 波长:632.8nm
8$47Y2r@ 激光光束直径(1/e2):700um
NopfL $yj*n; 理想输出场参数 AI{0;0
2~g-k3 :R:@V#Y 直径:1°
is^R8a 分辨率:≤0.03°
l$c/!V[3 效率:>70%
UukY9n];] 杂散光:<20%
t5K#nRd Z: +`Nu0y!rj (,+#H]L 2.设计相位函数 2|RoN)% ~~k0&mK|Q 5MCgmF*Y2 uTrzC+\aU 相位的设计请参考会话编辑器
q8/k$5E Sc563_GRIN_Diffuser_1.seditor和
优化文档Sc563_GRIN_Diffuser_2.dp。
<im}R9eJ1 设计没有离散相位级的phase-only传输。
'" &*7)+g* /@&o%I3h 3.计算GRIN扩散器 ,H/O"%OJ GRIN扩散器应该包含一个1mm厚度石英玻璃作为基板,和一个折射率调制的丙烯酸薄层。
KV&6v`K/N 最大折射率调制为△n=+0.05。
jR\! 2! 最大层厚度如下:
r<srTHGLo }u0&> k|y 4.计算折射率调制 ,d_rK\J X_D-K F 从IFTA优化文档中显示优化的传输
'IIa,']H =1|p$@L`% 将传输相位转变为实部,通过函数Manipulation→Field Quantity Operations→Move→Phase to Real。
[`tNa Vg o::9M_; f!5w+6(
生成正向函数,通过Manipulation→Amplitude/Real Part Manipulation→Lift Positive函数。
zlQBBm;fE |G6'GTwZD
I D-I<Ev 乘以最大调制折射率(0.05),通过Manipulation→Operation with Constant→Multiply Constant函数。
xpuTh"ED .T(vGiU -p7
HQ/ 将数据转换成数据阵列:Manipulation→Create Numerical Data Array(参见下一张)。
x]%,?Vd? 5i'?oXL 46 \!W(O~y #{?RE?nD 数据阵列可用于存储折射率调制。
v6uRzFw
选择在下一个对话框中将实部转化为一个数据阵列图。
=<aFkBX- 插值应该设置为Nearest Neighbor来得到一个像素化折射率调制。
ZXiJ5BZ Q\xDAOEL 5.X/Y采样介质
;Q/1l=Bn Rx&.,gzj[ N;!!*3a9= GRIN扩散器层将由双界面元件
模拟。
j8^#698X 这个元件可以在平面层和任意折射率调制之间进行模拟。
u:W/6QS 元件厚度对应于层厚度12.656μm。
E|_8#xvb 折射率调制由采样x/y调制介质模拟。
4u41M,nJQd Z]k@pR ! sVmqx^- tr/.pw6 基材丙烯酸的离散数据应该从miscellaneous材料目录中加载。
-*T0Cl. 折射率调制的数据阵列必须设置到介质中。
$X\2h+ Os 应该选择像素化折射率调制。
<)sL8G9Y ? }`mQ <~ ]EDCs?, 优化的GRIN介质是周期性结构。 只优化和指定一个单周期。
\xC#Zs[< 介质必须切换到周期模式。周期是1.20764μm×1.20764μm。
U-,s/VQ? P&tw!B 6.通过GRIN介质传播 4:b'VHW. SXJjagAoML l)jP!k SsfC
m C 通过折射率调制层传播的传播模型:
e6{E(=R[M - 薄元近似
N$:-q'hX - 分步光束传播方法。
Vl<7> 对于这个案例,薄元近似足够准确。
JdWav!PYm 在传播面板上选择传播方法,并且编辑传播设置。
=kK%,Mr 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)。
pbWjTI $ ZIh)D[n 7.模拟结果 :+
1Wmg 角强度分布
(参见Sc563_GRIN_Diffuser_3.lpd)
EaL>~:j 01RW|rN 8.结论 `P:[.hRu %CgV:.,K VirtualLab Fusion支持设计GRIN衍射
光学元件和全息图。
d:_; 优化的GRIN元件可以生成任意的二维强度分布。
fuF{8-ua 可以模拟通过x/y平面上任意调制的介质中的光传播。