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infotek 2020-11-05 11:09

设计和分析GRIN扩散器(完整)

教程565(1.0) &]8P1{  
3wOZ4<B  
1.模拟任务 l9}3XI.=  
Xp >7iX!:  
 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。 B$- R-S6  
 设计包括两个步骤: V`X2> -Ex  
- 设计相位函数来生成一个角谱Top Hat分布。 +Fuqch jq  
- 基于相位调制来计算对应的折射率调制。 P=7zs;k  
 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。 Gnf~u[T6  
\!>3SKs(e  
IT(lF  
照明光束参数 $8;R[SU6Y  
F=`AY^u0  
aAJU`=uq  
波长:632.8nm ?6Jx@Sh  
激光光束直径(1/e2):700um
^?U!pq -`  
u6T+Cg  
理想输出场参数 @HQ`~C#Z'  
j:5=s%S  
mk1bcK9  
直径:1° ~R_ztD+C(  
分辨率:≤0.03° 8JM&(Q%#  
效率:>70% *i]=f6G  
杂散光:<20% 'd.EC#  
eb.O#Y  
t\Nq R  
2.设计相位函数 1KMLG=  
uZc`jNc\  
Z9MdD>uwi  
@{YS}&Q/  
 相位的设计请参考会话编辑器 uv=.2U46  
 Sc563_GRIN_Diffuser_1.seditor和优化文档Sc563_GRIN_Diffuser_2.dp。 ZYI{i?Te#  
 设计没有离散相位级的phase-only传输。 C 'v+f=  
P\w\N2  
3.计算GRIN扩散器 PUF/#ck  
 GRIN扩散器应该包含一个1mm厚度石英玻璃作为基板,和一个折射率调制的丙烯酸薄层。 (&}i`}v_  
 最大折射率调制为△n=+0.05。 <0H"|:W>I]  
 最大层厚度如下: AmaT0tzJC  
,$+lFv3LE  
4.计算折射率调制 z*kutZ:6Y  
)f}YW/'  
从IFTA优化文档中显示优化的传输 z8QAo\_I(  
d{XO/YQw  
 将传输相位转变为实部,通过函数Manipulation→Field Quantity Operations→Move→Phase to Real。 #cnq(S=.  
i 7_ _  
lp<g \  
 生成正向函数,通过Manipulation→Amplitude/Real Part Manipulation→Lift Positive函数。 |UK}  
*RXbc~ H  
Fz1_w$^  
 乘以最大调制折射率(0.05),通过Manipulation→Operation with Constant→Multiply Constant函数。 p89wNSMl[  
<<(wa j  
dQ_!)f&w1  
 将数据转换成数据阵列:Manipulation→Create Numerical Data Array(参见下一张)。 YQ39 A_e g  
T? tG~  
FO!]P   
*"D3E7AO  
 数据阵列可用于存储折射率调制。 "ul {d(K3  
 选择在下一个对话框中将实部转化为一个数据阵列图。 0(mkeIzJt/  
 插值应该设置为Nearest Neighbor来得到一个像素化折射率调制。 +VCGlr  
&GlwC%$S  
5.X/Y采样介质
Gs9:6  
BDq%'~/^  
o>/YAX:.!T  
 GRIN扩散器层将由双界面元件模拟。 WpF2)R}G=  
 这个元件可以在平面层和任意折射率调制之间进行模拟。 :Qumb  
 元件厚度对应于层厚度12.656μm。 ,17hGKM  
 折射率调制由采样x/y调制介质模拟。 p8Q,@ql.  
--HF8_8;'  
p /#$io  
nx8a$vI-TY  
 基材丙烯酸的离散数据应该从miscellaneous材料目录中加载。 {.QEc0-  
 折射率调制的数据阵列必须设置到介质中。 c:-!'l$ !  
 应该选择像素化折射率调制。 !|O~$2O@  
lD"(MQV@0  
hg+X(0  
 优化的GRIN介质是周期性结构。 Z7_m)@%;kk  
 只优化和指定一个单周期。 wm)#[x #  
 介质必须切换到周期模式。周期是 89\n;5'f4  
1.20764μm×1.20764μm。
t*>R`,j  
gA:5M  
6.通过GRIN介质传播 3=Cc.a/3  
c3:,Ab|  
J]&y$?C  
dgA-MQ5{  
 通过折射率调制层传播的传播模型: ,!dh2xNH^  
- 薄元近似 o'W5|Gy  
- 分步光束传播方法。 wQwQXNG  
 对于这个案例,薄元近似足够准确。 qQ"Fv|]~>  
 在传播面板上选择传播方法,并且编辑传播设置。 9[m6Li  
 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)。 7N:Y?Hi\  
gF[z fDm  
7.模拟结果 u>TZt]h8  
AgFVv5  
角强度分布
(参见Sc563_GRIN_Diffuser_3.lpd)
A8pIs  
8.结论 &_~+(  
c0hwc1kv-  
 VirtualLab Fusion支持设计GRIN衍射光学元件和全息图。 `e(vH`VZ  
 优化的GRIN元件可以生成任意的二维强度分布。 'Y56+P\u  
 可以模拟通过x/y平面上任意调制的介质中的光传播。 ,Fi>p0bz  
=$nB/K,8AX  
Dh5X/y  
QQ:2987619807 [P 06lIO  
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