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    讯技光电:VirtualLab Fusion独家供应商 微小光学与微透镜阵列 光学设计与光学元件 计算光学带来的成像革命
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2020-11-05
    教程565（1.0） `5r*4N<  
    c;xL.  
    1.模拟任务 2ELw}9  
     2L[/.|  
     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。 38L8AJqD  
     设计包括两个步骤： 7Wmk"gp  
    - 设计相位函数来生成一个角谱Top Hat分布。 e-ljwCD  
    - 基于相位调制来计算对应的折射率调制。 GLB7h 9>  
     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。 O/e5LA  
    s_hf,QH  
    7 }4T)k(a  
    照明光束参数 D(Pd?iQIO  
    c+f~>AaI  
    xlp^XT6#  
    波长：632.8nm 8Focs p2  
    激光光束直径（1/e2）：700um
     $z1u>{  
    _k\*4K8L  
    理想输出场参数 x>A(016:C  
    .>zXz%p  
    R^iF^IB  
    直径：1° R 3TdQ6j  
    分辨率：≤0.03° t.t$6+"5We  
    效率：>70% "diF$Lj  
    杂散光：<20% &{!FE`ZC_  
     j5Vyo>  
    M`-#6,m3  
    2.设计相位函数 WNrgqyM  
    b6RuYwHWV0  
    F-R4S^eV  
    G%Hr c  
     相位的设计请参考会话编辑器 g>12!2}  
     Sc563_GRIN_Diffuser_1.seditor和优化文档Sc563_GRIN_Diffuser_2.dp。 %E}f7GT 4  
     设计没有离散相位级的phase-only传输。 )'?3%$EM  
     Rb Jl;  
    3.计算GRIN扩散器 ` Xc~'zG  
     GRIN扩散器应该包含一个1mm厚度石英玻璃作为基板，和一个折射率调制的丙烯酸薄层。 z4!TK ps  
     最大折射率调制为△n=+0.05。 qZ'&zB)  
     最大层厚度如下： ^q-]."W]t~  
    o9(:m   
    4.计算折射率调制 x9bfH1  
    RZ#b)l  
    从IFTA优化文档中显示优化的传输 \XFF(  
    i+( k  
     将传输相位转变为实部，通过函数Manipulation→Field Quantity Operations→Move→Phase to Real。 ]dHU  
    ~ OD}`  
    g VX  
     生成正向函数，通过Manipulation→Amplitude/Real Part Manipulation→Lift Positive函数。 rz+)z:u  
    &<2~7?$!  
    xa5^h]o   
     乘以最大调制折射率（0.05），通过Manipulation→Operation with Constant→Multiply Constant函数。 (S$ziV  
     62TWqQ!9d  
    &\#If:  
     将数据转换成数据阵列：Manipulation→Create Numerical Data Array（参见下一张）。 u&z5)iU  
    Aj((tMJNOw  
    lK;|ciq"c7  
    piIj t  
     数据阵列可用于存储折射率调制。 0}}b\!]9  
     选择在下一个对话框中将实部转化为一个数据阵列图。 ad+@2-Y  
     插值应该设置为Nearest Neighbor来得到一个像素化折射率调制。 %$}aWzQxll  
    aMKi`EW  
    5.X/Y采样介质     o9& 1Ct  
    }iZO0C  
    i eQQ{iGJH  
     GRIN扩散器层将由双界面元件模拟。 _Cn[|E  
     这个元件可以在平面层和任意折射率调制之间进行模拟。 .`*h2  
     元件厚度对应于层厚度12.656μm。 70hm9b-   
     折射率调制由采样x/y调制介质模拟。 @px2/x  
    i,|2F9YH  
    @'>h P  
    k|Mj|pqA  
     基材丙烯酸的离散数据应该从miscellaneous材料目录中加载。 l&#&}3M  
     折射率调制的数据阵列必须设置到介质中。 fGS5{dti  
     应该选择像素化折射率调制。 uvC ![j^~  
    50h?#u6?  
    Af y\:&j  
     优化的GRIN介质是周期性结构。 J:WO %P=Q  
     只优化和指定一个单周期。 1~rZka[s  
     介质必须切换到周期模式。周期是 /`$9H|  
    1.20764μm×1.20764μm。     -=5]B ;  
    .rpKSf.  
    6.通过GRIN介质传播 x[L/d"Wf  
    _UU-  
    En-BT0o  
    4 :m/w!q$  
     通过折射率调制层传播的传播模型： xg*)o*?  
    - 薄元近似 86+nFk  
    - 分步光束传播方法。 J; @g#h?  
     对于这个案例，薄元近似足够准确。 {Aq2}sRl{  
     在传播面板上选择传播方法，并且编辑传播设置。 c*R?eLt/  
     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）。 vu7F>{D  
     sX_6qKUH  
    7.模拟结果 f-]5ZhM'  
    @px 4[  
    角强度分布
    （参见Sc563_GRIN_Diffuser_3.lpd）
    luLt~A3H$  
    8.结论 SA3!a.*c  
     !.\-l2f  
     VirtualLab Fusion支持设计GRIN衍射光学元件和全息图。 j\SvfZ0"  
     优化的GRIN元件可以生成任意的二维强度分布。 U42B( ow  
     可以模拟通过x/y平面上任意调制的介质中的光传播。 W[ZW=c  
    Km/#\$|}  
     d^-sxl3}  
    QQ：2987619807 AE?G+:B  
     
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