1.模拟任务 fhn0^Qc"+ 0+:.9*g=k 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。
C5RDP~au 设计包括两个步骤:
E(U}$Zey - 设计相位函数来生成一个角谱Top Hat分布。
(*fsv
g~ - 基于相位调制来计算对应的折射率调制。
:7>Si% 设计相位函数是基于案例DO.002。在开始设计一个梯度折射率扩散器之前,我们迫切地推荐您先阅读这个案例。
J0p,P.G Azz]TO e?lqs,m@" 照明光束参数 /9w}[y*E W@$p'IBwm 6eK^T= 波长:632.8nm
p
go\(K0 激光光束直径(1/e2):700um
q%:Jmi> (Fgt #H(B 理想输出场参数 r IK|} 5 sqZHk+<% *u{.K:.I 直径:1°
F<(xz= 分辨率:≤0.03°
Eq<#pX6 效率:>70%
Z%OS W 杂散光:<20%
H@j ^, 2aje$w- nG%j4r ; 2.设计相位函数 #Aan v l*:p== P/PS(` \!V6` @0KC 相位的设计请参考会话编辑器
;W*$<~_ Sc563_GRIN_Diffuser_1.seditor和
优化文档Sc563_GRIN_Diffuser_2.dp。
=W|Q0|U 设计没有离散相位级的phase-only传输。
uATBt -<O:isB 3.计算GRIN扩散器 6Rf5 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。
e #OU {2X 最大折射率调制为△n=+0.05。
+Ae.>%} 最大层厚度如下:
::`j@ ] 3 z#;0n} 4.计算折射率调制 Mk9kGP% 7=AKQ7BB>b 从IFTA优化文档中显示优化的传输
uU\iji\ /&dt!.WY^ 将传输相位转变为实部,通过函数Manipulation→Field Quantity Operations→Move→Phase to Real。
si;]C~X* 68!fcK tj&A@\/ 生成正向函数,通过Manipulation→Amplitude/Real Part Manipulation→Lift Positive函数。
5nn*)vK { QE}@|H9xs
3U`.:w` 乘以最大调制折射率(0.05),通过Manipulation→Operation with Constant→Multiply Constant函数。
%%>?<4t 3*TS
4xX t;1NzI$^ 将数据转换成数据阵列:Manipulation→Create Numerical Data Array(参见下一张)。
e.GzGX Ja&%J: {L eEnh- ]O\W<'+V 数据阵列可用于存储折射率调制。
o|W? a#_\ 选择在下一个对话框中将实部转化为一个数据阵列图。
~z}au"k 插值应该设置为Nearest Neighbor来得到一个像素化折射率调制。
F1=+<]! GT.^u#r 5.X/Y采样介质 e`rY]X
FTfA\/tl(; 7GUJ&U)J GRIN扩散器层将由双界面元件
模拟。
!tdfTf$ 这个元件可以在平面层和任意折射率调制之间进行模拟。
xVyUUzXs 元件厚度对应于层厚度12.656μm。
%E\%nTV 折射率调制由采样x/y调制介质模拟。
&B4U) z Y|g#V- z)~!G~J] 3$cF)5V f 基材丙烯酸的离散数据应该从miscellaneous材料目录中加载。
a=FRJQ8S 折射率调制的数据阵列必须设置到介质中。
zOOX>3^ 应该选择像素化折射率调制。
f tPw6 YM|S< &3f.78a 优化的GRIN介质是周期性结构。 只优化和指定一个单周期。
N96BWgT 介质必须切换到周期模式。周期是1.20764μm×1.20764μm。
j#f&!&G5<& ,no:6 6.通过GRIN介质传播 =R.9"7~2x VWv0\:,G (<X dj^v eLny-.i,7 通过折射率调制层传播的传播模型:
2&fwr>!$ - 薄元近似
n y)P - 分步光束传播方法。
([-=NT}Aq 对于这个案例,薄元近似足够准确。
syf"{bBe 在传播面板上选择传播方法,并且编辑传播设置。
Z5L1^ 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)。
lKUm_; m Ekme62Q>u 7.模拟结果 ef;L|b%pp 角强度分布
(参见Sc563_GRIN_Diffuser_3.lpd)
~,68S^nP)H \ZRoTh 8.结论 ZD%_PgiT 1>VS/H` VirtualLab Fusion支持设计GRIN衍射
光学元件和全息图。
0Zh
_Q 优化的GRIN元件可以生成任意的二维强度分布。
eF^"{a3b 可以模拟通过x/y平面上任意调制的介质中的光传播。