教程565（1.0）
1.模擬任務
本教程將介紹設計和分析生成Top Hat圖案的折射率調制擴散器圖層。
設計包括兩個步驟：
- 設計相位函數來生成一個角譜Top Hat分布。
- 基于相位調制來計算對應的折射率調制。
設計相位函數是基于案例DO.002。在開始設計一個梯度折射率擴散器之前，我們迫切地推薦您先閱讀這個案例。
照明光束參數
波長：632.8nm
激光光束直徑（1/e2）：700um
理想輸出場參數
直徑：1°
分辨率：≤0.03°
效率：>70%
雜散光：<20%
2.設計相位函數
相位的設計請參考會話編輯器
Sc563_GRIN_Diffuser_1.seditor和優化文檔Sc563_GRIN_Diffuser_2.dp。
設計沒有離散相位級的phase-only傳輸。
3.計算GRIN擴散器
GRIN擴散器應該包含一個1mm厚度石英玻璃作為基板，和一個折射率調制的丙烯酸薄層。
最大折射率調制為△n=+0.05。
最大層厚度如下：
4.計算折射率調制
從IFTA優化文檔中顯示優化的傳輸
將傳輸相位轉變為實部，通過函數Manipulation→Field Quantity Operations→Move→Phase to Real。
生成正向函數，通過Manipulation→Amplitude/Real Part Manipulation→Lift Positive函數。
乘以最大調制折射率（0.05），通過Manipulation→Operation with Constant→Multiply Constant函數。
將數據轉換成數據陣列：Manipulation→Create Numerical Data Array（參見下一張）。
數據陣列可用于存儲折射率調制。
選擇在下一個對話框中將實部轉化為一個數據陣列圖。
插值應該設置為Nearest Neighbor來得到一個像素化折射率調制。
5.X/Y采樣介質
GRIN擴散器層將由雙界面元件模擬。
這個元件可以在平面層和任意折射率調制之間進行模擬。
元件厚度對應于層厚度12.656μm。
折射率調制由采樣x/y調制介質模擬。
基材丙烯酸的離散數據應該從miscellaneous材料目錄中加載。
折射率調制的數據陣列必須設置到介質中。
應該選擇像素化折射率調制。
優化的GRIN介質是周期性結構。
只優化和指定一個單周期。
介質必須切換到周期模式。周期是
1.20764μm×1.20764μm。
6.通過GRIN介質傳播
通過折射率調制層傳播的傳播模型：
- 薄元近似
- 分步光束傳播方法。
對于這個案例，薄元近似足夠準確。
在傳播面板上選擇傳播方法，并且編輯傳播設置。
場采樣必須設置為手動模式并且采樣距離為4.5μm（半像素尺寸）。
7.模擬結果
角強度分布
（參見Sc563_GRIN_Diffuser_3.lpd）
8.結論
VirtualLab Fusion支持設計GRIN衍射光學元件和全息圖。
優化的GRIN元件可以生成任意的二維強度分布。
可以模擬通過x/y平面上任意調制的介質中的光傳播。
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