| yyyyrro |
2015-07-21 17:05 |
VirtualLab每日一例——37、Grin透镜的模拟
本例介绍Grin透镜的模拟，在VIrtualLab中模拟Grin介质非常容易，Grin介质结构为z轴方向折射率不变，而从中心往外折射率则是渐变过程，包括中心对称（沿径向折射率变化相同）和轴对称（x方向折射率变化，y方向折射率不变）。折射率分布表达式包括n=n0+Σni*ri；n^2=n0+Σni*ri；n=n0*（1-g^2*r^2/2)。本例选择第三种表达式，只需要设置g的数值即可。另外Grin介质长度（z方向）z与g的关系为z=2πP/g，P跟聚焦位置有关，因为光线在grin介质中是正弦曲线形式前进，因此从最大位置入射近Grin介质后，1/4周期出最小，即聚焦位置，1/2周期光线在相反方向处于极大值，3/4周期处又聚焦，1个周期处与入射时状态相同。因此设置P=0.25时，可得到聚焦位置处对应的z与g。即Grin介质的系数g确定后，要找到聚焦位置，只需长度z取π/2g即可。 !$)reaS
对于光在Grin介质中的传播我们选取了分布傅里叶变换算法（split-step BPM）。这种算法对step数有要求，具体多少步数合适，我们可以使用parameter run的方式来确定，选择step从1到15变化15步分别计算出对应的结果，并选择beam parameter探测器来探测对应结果的光斑半径，可以发现随着步数的增加，光斑半径开始收敛。并能够得到只要设置步数大于6即可获得准确的结果。直径为750um的光束聚焦后的光斑半径仅有不到4um。验证了Grin介质的汇聚特性。 iSfRJ:_&6
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