1.模拟任务 c8Q}m(bhWI XhA tf@n 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。
{,u})U2 设计包括两个步骤:
Y'5(exW - 设计相位函数来生成一个角谱Top Hat分布。
cUr!U\X[ - 基于相位调制来计算对应的折射率调制。
~sZ$`t 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。
@]]&^ 7 =Z{jc J?EDz, 照明光束参数 "iR:KW@ lXZ*Pb<j ^`B;SSV 波长:632.8nm
``eam8Az_U 激光光束直径(1/e2):700um
z1]nC]2 :Nv7Wt! 理想输出场参数 hNhEA $X5 PXqG;o*Q*? ([
-i5 直径:1°
eWNg?*/ 分辨率:≤0.03°
H\qZu%F' 效率:>70%
p_(En4QSH 杂散光:<20%
_m[DieR iEZ+Znon [sjkm+
? 2.设计相位函数 nmts% u ]%y>l j?Y H%X F~tF: Dk>6PBl 相位的设计请参考会话编辑器
0#DEh|? Sc563_GRIN_Diffuser_1.seditor和
优化文档Sc563_GRIN_Diffuser_2.dp。
UfPHV%Wd 设计没有离散相位级的phase-only传输。
;g? |y(xv wMj#.Jh 3.计算GRIN扩散器 o<%0|n_O& GRIN扩散器应该包含一个1mm厚度石英玻璃作为基板,和一个折射率调制的丙烯酸薄层。
M2N8?Ycv3 最大折射率调制为△n=+0.05。
f*B-aj# 最大层厚度如下:
m./PRV1$x S<-nlBs. 4.计算折射率调制 7KX27.~F * m^\& 从IFTA优化文档中显示优化的传输
k}Q<#
jS~Pdz 将传输相位转变为实部,通过函数Manipulation→Field Quantity Operations→Move→Phase to Real。
M:{Aq&. E_aBDiyDf 6[4VbIBSI 生成正向函数,通过Manipulation→Amplitude/Real Part Manipulation→Lift Positive函数。
2jC` '8 5K 2K'ZkI
,aLwOmO 乘以最大调制折射率(0.05),通过Manipulation→Operation with Constant→Multiply Constant函数。
aY#?QjL IlB8~{p_ BjsT 9?6W/ 将数据转换成数据阵列:Manipulation→Create Numerical Data Array(参见下一张)。
~bxev/$d [#q]B=JB w$6Z}M1d iGu%_-S 数据阵列可用于存储折射率调制。
@anjjC5a~ 选择在下一个对话框中将实部转化为一个数据阵列图。
@$T$ hMl 插值应该设置为Nearest Neighbor来得到一个像素化折射率调制。
w\YS5!P,V `H6~<9r 5.X/Y采样介质 U]~@_j
;_)~h$1%= xBA"w:< GRIN扩散器层将由双界面元件
模拟。
;//9,x9;t 这个元件可以在平面层和任意折射率调制之间进行模拟。
*H/3xPh,* 元件厚度对应于层厚度12.656μm。
twq~.:<o 折射率调制由采样x/y调制介质模拟。
kuy?n-1g f4b9o[,s2e gK`w|kh` X<}}DZSu a 基材丙烯酸的离散数据应该从miscellaneous材料目录中加载。
$vf gYl4q 折射率调制的数据阵列必须设置到介质中。
8ROKfPj;z 应该选择像素化折射率调制。
32<D9_ jRg
gj`o @%R4V[Lo. 优化的GRIN介质是周期性结构。 只优化和指定一个单周期。
PY.K_(D 介质必须切换到周期模式。周期是1.20764μm×1.20764μm。
{g<D:"Q G/<zd) 6.通过GRIN介质传播 eKvr1m- - GDL/5m# igfQ,LWe! q[a\a7U z 通过折射率调制层传播的传播模型:
GXVx/)H - 薄元近似
78uImC*o - 分步光束传播方法。
4SJ aAeIZ 对于这个案例,薄元近似足够准确。
3!{imQT 在传播面板上选择传播方法,并且编辑传播设置。
!S':G 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)。
:rVR{,pL Ig`q[o 7.模拟结果 nc k/Dw 角强度分布
(参见Sc563_GRIN_Diffuser_3.lpd)
sv%X8 %Hbq3U30 8.结论 THp_ dTD ]- 1(r, VirtualLab Fusion支持设计GRIN衍射
光学元件和全息图。
#ODP+>-IjB 优化的GRIN元件可以生成任意的二维强度分布。
O8@65URKx 可以模拟通过x/y平面上任意调制的介质中的光传播。