首页 -> 登录 -> 注册 -> 回复主题 -> 发表主题
光行天下 -> 讯技光电&黉论教育 -> 设计和分析GRIN扩散器(完整) [点此返回论坛查看本帖完整版本] [打印本页]

infotek 2023-03-21 08:40

设计和分析GRIN扩散器(完整)

1.模拟任务 nICc}U?k  
y<0zAsT  
 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。 "XlNKBgM  
 设计包括两个步骤: n/6#rj^$  
- 设计相位函数来生成一个角谱Top Hat分布。 Q^prHn*@  
- 基于相位调制来计算对应的折射率调制。 |tIr?nXSW3  
 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。 C]414Ibi  
3O7]~5 j1  
c.dk4v%Y5  
照明光束参数 EudX^L5U<d  
k#uSH eq7f  
v_mk{  
波长:632.8nm p4GhT~)l:  
激光光束直径(1/e2):700um
[~*5uSG  
0gO_dyB  
理想输出场参数 w=:o//~6j  
WfpQ   
J9eOBom8e<  
直径:1° JJ_b{ao<  
分辨率:≤0.03° 1/+d@s#t  
效率:>70% J|,Uu^7`  
杂散光:<20% \ne1Xu:hM  
U{i xok  
})W9=xO~  
2.设计相位函数 M2H +1ic  
Gu+9R>  
7OAM  
[ )3rc}:1  
 相位的设计请参考会话编辑器 n2} (Pt.  
 Sc563_GRIN_Diffuser_1.seditor和优化文档Sc563_GRIN_Diffuser_2.dp。 N8x[8Rp  
 设计没有离散相位级的phase-only传输。 @~k4,dJ  
2[~|#0x  
3.计算GRIN扩散器 K&ZN!VN/p  
 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。 Ln:6@Ok)5%  
 最大折射率调制为△n=+0.05。 +7\$wc_1I@  
 最大层厚度如下: -p.c8B  
)U12Rshl  
4.计算折射率调制 #1*#3p9UL  
4> k"$l/:  
从IFTA优化文档中显示优化的传输 +t*V7nW  
fF6bEJl3  
 将传输相位转变为实部,通过函数Manipulation→Field Quantity Operations→Move→Phase to Real。 /2^"c+/'p  
!LI6_Oq  
JLd-{}A""-  
 生成正向函数,通过Manipulation→Amplitude/Real Part Manipulation→Lift Positive函数。 "5<:Dj/W  
&1 /OwTI4J  
"DaE(S&  
 乘以最大调制折射率(0.05),通过Manipulation→Operation with Constant→Multiply Constant函数。 @k=UB&?I  
SR%k|YT  
r{ >Q{$Q  
 将数据转换成数据阵列:Manipulation→Create Numerical Data Array(参见下一张)。 H9;0$Y(e-  
m tU{d^B  
{p\ll  
U!d|5W.{Q  
 数据阵列可用于存储折射率调制。 4)"S /u  
 选择在下一个对话框中将实部转化为一个数据阵列图。 lfvt9!SJ+/  
 插值应该设置为Nearest Neighbor来得到一个像素化折射率调制。 8[b_E5!V  
[Ef6@  
5.X/Y采样介质
mR|L'[l  
Az7 ] qb  
a\m_Q{:  
 GRIN扩散器层将由双界面元件模拟。 Sq&r ;  
 这个元件可以在平面层和任意折射率调制之间进行模拟。 RW{y.WhB  
 元件厚度对应于层厚度12.656μm。 "I3 #/~q  
 折射率调制由采样x/y调制介质模拟。 ziDvDu=  
;b{yu|  
{FQ@eeU  
=yF]#>Ah  
 基材丙烯酸的离散数据应该从miscellaneous材料目录中加载。 Ii9[[I  
 折射率调制的数据阵列必须设置到介质中。 \sMe2OL#z  
 应该选择像素化折射率调制。 |v:oLgUdH  
}!Y=SP1e  
XGuxd  
 优化的GRIN介质是周期性结构。 1=Z!ZY}}e  
 只优化和指定一个单周期。 z$gtGrU  
 介质必须切换到周期模式。周期是 /4*Y#IpZ  
1.20764μm×1.20764μm。
Brts ig,4  
"(r%`.l=I  
6.通过GRIN介质传播 d-3.7nJ:  
HYg! <y  
V&*|%,q   
{J1iheuS}  
 通过折射率调制层传播的传播模型: yk y% +@2q  
- 薄元近似 e2e!"kEF  
- 分步光束传播方法。 Zg$S% 1(Q  
 对于这个案例,薄元近似足够准确。 V408u y-M  
 在传播面板上选择传播方法,并且编辑传播设置。 MaPOmS8?  
 场采样必须设置为手动模式并且采样距离为4.5μm(半像素尺寸)。 #f [}a  
@U3:9~Q  
7.模拟结果 ph}%Ay$  
 qJ sH  
角强度分布
(参见Sc563_GRIN_Diffuser_3.lpd)
6P3h955c  
8.结论 &~Pk*A_:  
Jd^Lnp6?  
 VirtualLab Fusion支持设计GRIN衍射光学元件和全息图。 c/Fgx/hr  
 优化的GRIN元件可以生成任意的二维强度分布。 c]h@<wnv  
 可以模拟通过x/y平面上任意调制的介质中的光传播。 ]5K+W  
查看本帖完整版本: [-- 设计和分析GRIN扩散器(完整) --] [-- top --]

Copyright © 2005-2025 光行天下 蜀ICP备06003254号-1 网站统计