设计和分析GRIN扩散器(完整)
教程565(1.0) qZ4DO*%b3 WPPmh~: 1.模拟任务 O @l `D` Agl[Z>Q 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。 4u<oe_n 设计包括两个步骤: [j5L}e!T - 设计相位函数来生成一个角谱Top Hat分布。 ]1klfp,` - 基于相位调制来计算对应的折射率调制。 x{=ty*E 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。 [g<JP~4] c[4Z_5B spJB6n( 照明光束参数 5@i/4%S ]g:VvTJ;? Pd>hd0!.% 波长:632.8nm >]Y`-*vw& 激光光束直径(1/e2):700um F77~156 `S%pD.g,2 理想输出场参数 I&4|T<j 8NpQ"0X !bQ5CB 直径:1° )jnxR${M 分辨率:≤0.03° Yk:\oM 效率:>70% 4-sUy 杂散光:<20% q$K^E Pj^6.f+ Ur_~yX]Mo 2.设计相位函数 @;pTQ
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I =YI<L8@g~ ~/QzL.S;p Tc{r}y[) 相位的设计请参考会话编辑器 8USF;k Sc563_GRIN_Diffuser_1.seditor和优化文档Sc563_GRIN_Diffuser_2.dp。 Qd$d*mwg: 设计没有离散相位级的phase-only传输。 A!SHt7ysJ 3HWI; 3.计算GRIN扩散器 WG9x_X&XJ GRIN扩散器应该包含一个1mm厚度石英玻璃作为基板,和一个折射率调制的丙烯酸薄层。 nNf/$h#;O 最大折射率调制为△n=+0.05。 y;uk|#qnPS 最大层厚度如下: [5>0om5 `*N2x\+X 4.计算折射率调制 =xg pr*
xCGvLvFn 从IFTA优化文档中显示优化的传输 evq*&.6\ =Bl#CE)X 将传输相位转变为实部,通过函数Manipulation→Field Quantity Operations→Move→Phase to Real。 7|*|xLrVY rT <=`9^{ j$BM$q/c 生成正向函数,通过Manipulation→Amplitude/Real Part Manipulation→Lift Positive函数。 )0YMi!&j` AS~O*(po yo3'\I
乘以最大调制折射率(0.05),通过Manipulation→Operation with Constant→Multiply Constant函数。 |K7JU^"OQ a,!c6'QE ^~?VD 将数据转换成数据阵列:Manipulation→Create Numerical Data Array(参见下一张)。 .pK_j~}P q8`JRmt)H &*r YY\I 5_#wOz0u$ 数据阵列可用于存储折射率调制。 Jk 0;<2j 选择在下一个对话框中将实部转化为一个数据阵列图。 ^|(F|Z 插值应该设置为Nearest Neighbor来得到一个像素化折射率调制。 Z#%4QIz? (Jy7 5.X/Y采样介质 v~9PS2 ^dld\t:tV7
Syo1Dq6z. GRIN扩散器层将由双界面元件模拟。 b1R%JY7/S 这个元件可以在平面层和任意折射率调制之间进行模拟。 AKejWh 元件厚度对应于层厚度12.656μm。 skf7Si0z 折射率调制由采样x/y调制介质模拟。 7jvf:#\LtL )L<NW{ D`V03}\- 9Y3_.qa(. 基材丙烯酸的离散数据应该从miscellaneous材料目录中加载。 !SMIb(~[z 折射率调制的数据阵列必须设置到介质中。 QQj)"XJ29 应该选择像素化折射率调制。 W^Wr TkM8GK-3 bODCC5yL 优化的GRIN介质是周期性结构。 jA?A)YNQb 只优化和指定一个单周期。 c=0S]_ 介质必须切换到周期模式。周期是 IXDj;~GF 1.20764μm×1.20764μm。 (Z fY/ <j+DY@* 6.通过GRIN介质传播 gG!L#J? tt$DWmm 40w,:$ v[E*K@6f 通过折射率调制层传播的传播模型: d,tGW - 薄元近似 b3N1SC:Wn - 分步光束传播方法。 4V@raI- 对于这个案例,薄元近似足够准确。 d="Oge8 在传播面板上选择传播方法,并且编辑传播设置。 MqDz cB] 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)。 <b.?G U-&dn%Sq 7.模拟结果 JR] /\( 1qp<Fz[
角强度分布 (参见Sc563_GRIN_Diffuser_3.lpd) q$L=G 8.结论 &mXJL3iN P:,' VirtualLab Fusion支持设计GRIN衍射光学元件和全息图。 S~X&^JvT 优化的GRIN元件可以生成任意的二维强度分布。 Xn@\p5< 可以模拟通过x/y平面上任意调制的介质中的光传播。 SaceIV%( {]BPSj{B c5C 2xE}T QQ:2987619807 jM]B\cvN
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