1.模拟任务 Fah6
&a I:t?# )wl 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。
vw>(JCR 设计包括两个步骤:
yR~$i3Z* - 设计相位函数来生成一个角谱Top Hat分布。
kMW9UUw - 基于相位调制来计算对应的折射率调制。
Y;R,ph.a 设计相位函数是基于案例DO.002。在开始设计一个梯度折射率扩散器之前,我们迫切地推荐您先阅读这个案例。
u3Z]!l P$z%:Q Ytc[ kp 照明光束参数 n;Mk\*Cg 5=*i!c
_m eV%{XR?y 波长:632.8nm
onmpMU7w 激光光束直径(1/e2):700um
4Y'Ne2M{ &~;M16XM,e 理想输出场参数 _N:$|O# v6G1y[Wl sCJ|U6Q- 直径:1°
w;Azxcw 分辨率:≤0.03°
,FP0n 效率:>70%
9{3_2CIL 杂散光:<20%
MtwlZg`c3 '0~?zP NA$)qX_ 2.设计相位函数 gJp6ReZ# 3{.]! iOIq2&sV D?%[du:V 相位的设计请参考会话编辑器
dn}EM7:Z Sc563_GRIN_Diffuser_1.seditor和
优化文档Sc563_GRIN_Diffuser_2.dp。
G0m$bi=z 设计没有离散相位级的phase-only传输。
&0f/F:M N"<.v6Z 3.计算GRIN扩散器 R`$Y]@i&B 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。
>o13?-S%e 最大折射率调制为△n=+0.05。
x0)=jp '
最大层厚度如下:
_Q Hk&-Lp NRG06M 4.计算折射率调制 VOC$Kqg; >`3F`@1L0 从IFTA优化文档中显示优化的传输
ez9F!1 Pc&dU1 将传输相位转变为实部,通过函数Manipulation→Field Quantity Operations→Move→Phase to Real。
ewT
K2 8.jf6 Ax\d{0/oL2 生成正向函数,通过Manipulation→Amplitude/Real Part Manipulation→Lift Positive函数。
-rYb{<;ST h3.CvPYy1
pRh9+1EM; 乘以最大调制折射率(0.05),通过Manipulation→Operation with Constant→Multiply Constant函数。
c2Z!Vtd i`f!) 1 (e5Z^9X 将数据转换成数据阵列:Manipulation→Create Numerical Data Array(参见下一张)。
117lhx].' gnzg(Y]5w 8mmnnf{P OcWKK!A 数据阵列可用于存储折射率调制。
&b^_~hB:q 选择在下一个对话框中将实部转化为一个数据阵列图。
u0<yGsEGD 插值应该设置为Nearest Neighbor来得到一个像素化折射率调制。
!0? B=yA (!8b$)k 5.X/Y采样介质 w%TrL+v
;X]B0KFe7 qT$ IV\;_ GRIN扩散器层将由双界面元件
模拟。
*w.":\P] 这个元件可以在平面层和任意折射率调制之间进行模拟。
_(?`eWo 元件厚度对应于层厚度12.656μm。
#%ld~dgz- 折射率调制由采样x/y调制介质模拟。
<z%**gP~G ZJcX-Z!\ %{IgY{X irm4lb5 基材丙烯酸的离散数据应该从miscellaneous材料目录中加载。
r?Mf3U^G 折射率调制的数据阵列必须设置到介质中。
x&J\ swN9 应该选择像素化折射率调制。
M `q|GY
6q'Q?Uw^ l="X|t 优化的GRIN介质是周期性结构。 只优化和指定一个单周期。
oV['%Z' 介质必须切换到周期模式。周期是1.20764μm×1.20764μm。
0+qC_ISns ^S;{;c+' 6.通过GRIN介质传播 3QZm
*.
/" {T^D&i# o @i(9k p{_*<"cfYn 通过折射率调制层传播的传播模型:
oL R/\Y( - 薄元近似
ZZ{c - 分步光束传播方法。
`WCL-OoZc5 对于这个案例,薄元近似足够准确。
Z2g<"M 在传播面板上选择传播方法,并且编辑传播设置。
4yqYs> 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)。
*p9)5 ORP<?SG55u 7.模拟结果 h4KMhr 角强度分布
(参见Sc563_GRIN_Diffuser_3.lpd)
XRkUv>Yk NBasf
n 8.结论 f{L;, 'ParMT VirtualLab Fusion支持设计GRIN衍射
光学元件和全息图。
EpR n,[ 优化的GRIN元件可以生成任意的二维强度分布。
mE{QT ZS 可以模拟通过x/y平面上任意调制的介质中的光传播。