设计和分析GRIN扩散器(完整)
1.模拟任务 YuUJgt .1 ][dst@?8Oz 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。 Lz&FywF-l 设计包括两个步骤: Ay6]vU - 设计相位函数来生成一个角谱Top Hat分布。 YB1Jv[ - 基于相位调制来计算对应的折射率调制。 /K(l[M 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。 MCAWn
H Z*+y?5+L"P qjsEyro$- 照明光束参数 $|tk?Sps bA1O]:` VGf&'nL@, 波长:632.8nm }` YtXD-o 激光光束直径(1/e2):700um mX%T"_^ T/PmT:Qg` 理想输出场参数 ]$BC f4: "%YVAaN PLJDRp 2o 直径:1° Zb7%$1)L~ 分辨率:≤0.03° CofTTYl 效率:>70% 1QPz|3f@\ 杂散光:<20% ,A5}HRW% dT{GB!jz ^#t6/fY.# 2.设计相位函数 "rrw~ ]K'OH& HB,?}S#TP EbeSl+iMx_ 相位的设计请参考会话编辑器 6!HYx Sc563_GRIN_Diffuser_1.seditor和优化文档Sc563_GRIN_Diffuser_2.dp。 82 dmlPwJC 设计没有离散相位级的phase-only传输。 Z2 Vri ^u2x26]. 3.计算GRIN扩散器 RBfzti6 GRIN扩散器应该包含一个1mm厚度石英玻璃作为基板,和一个折射率调制的丙烯酸薄层。 g~2=he\C 最大折射率调制为△n=+0.05。 S5:&_&R8[ 最大层厚度如下: rp4{lHw>C/ d)3jkHYEjj 4.计算折射率调制 =te4p@ _f~$iY 从IFTA优化文档中显示优化的传输 JAM]neKiX 86e aX+F 将传输相位转变为实部,通过函数Manipulation→Field Quantity Operations→Move→Phase to Real。 +s6v!({Z l<qEX O wv`ar>qVL 生成正向函数,通过Manipulation→Amplitude/Real Part Manipulation→Lift Positive函数。 hE
E1i 4s9.")G J 7sH] 乘以最大调制折射率(0.05),通过Manipulation→Operation with Constant→Multiply Constant函数。 1>/ iYf wwet90_g A<^X P-Nrp 将数据转换成数据阵列:Manipulation→Create Numerical Data Array(参见下一张)。 K"[\)&WBG ]9~Il# 3ZbqZ"rE ,:#h;4!VRF 数据阵列可用于存储折射率调制。 %O!TS_~9 选择在下一个对话框中将实部转化为一个数据阵列图。 ]0O3kiVQ 插值应该设置为Nearest Neighbor来得到一个像素化折射率调制。 >5E1y! >4q6 5.X/Y采样介质 ;<GK{8 $=X>5B r,3\32[? GRIN扩散器层将由双界面元件模拟。 "Ec9.#U/ 这个元件可以在平面层和任意折射率调制之间进行模拟。 |26[=_[q 元件厚度对应于层厚度12.656μm。 tqCwbi 折射率调制由采样x/y调制介质模拟。 >JA>np H DD)AM&p Wsp c;]& ^O=G%de 基材丙烯酸的离散数据应该从miscellaneous材料目录中加载。 .beqfcj" 折射率调制的数据阵列必须设置到介质中。 :P
]D`b6p 应该选择像素化折射率调制。 <CJy3<$u u\MxQIo'u HO_(it \ 优化的GRIN介质是周期性结构。 只优化和指定一个单周期。 q!+:zZu 介质必须切换到周期模式。周期是1.20764μm×1.20764μm。 IlwHHt;njp a#G3 dY> 6.通过GRIN介质传播 Kv:Rvo *wsZ aQ K<r5jb 2#00<t\ 通过折射率调制层传播的传播模型: WMW=RgiW\ - 薄元近似 4;>HBCM4- - 分步光束传播方法。 #qUGc` 对于这个案例,薄元近似足够准确。 ?Ok&,\F@E 在传播面板上选择传播方法,并且编辑传播设置。 +Wgfxk'{ 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)。 _"OE}$C *0?@/2& 7.模拟结果 r&Qa;-4Pl 角强度分布 (参见Sc563_GRIN_Diffuser_3.lpd) xG(iSuz FV3[7w=D\ 8.结论 &c |