| yyyyrro |
2015-07-21 17:05 |
VirtualLab每日一例——37、Grin透鏡的模擬
本例介紹Grin透鏡的模擬，在VIrtualLab中模擬Grin介質非常容易，Grin介質結構為z軸方向折射率不變，而從中心往外折射率則是漸變過程，包括中心對稱（沿徑向折射率變化相同）和軸對稱（x方向折射率變化，y方向折射率不變）。折射率分布表達式包括n=n0+Σni*ri；n^2=n0+Σni*ri；n=n0*（1-g^2*r^2/2)。本例選擇第三種表達式，只需要設置g的數值即可。另外Grin介質長度（z方向）z與g的關系為z=2πP/g，P跟聚焦位置有關，因為光線在grin介質中是正弦曲線形式前進，因此從最大位置入射近Grin介質后，1/4周期出最小，即聚焦位置，1/2周期光線在相反方向處于極大值，3/4周期處又聚焦，1個周期處與入射時狀態(tài)相同。因此設置P=0.25時，可得到聚焦位置處對應的z與g。即Grin介質的系數g確定后，要找到聚焦位置，只需長度z取π/2g即可。 l*e*jA_>:7
對于光在Grin介質中的傳播我們選取了分布傅里葉變換算法（split-step BPM）。這種算法對step數有要求，具體多少步數合適，我們可以使用parameter run的方式來確定，選擇step從1到15變化15步分別計算出對應的結果，并選擇beam parameter探測器來探測對應結果的光斑半徑，可以發(fā)現隨著步數的增加，光斑半徑開始收斂。并能夠得到只要設置步數大于6即可獲得準確的結果。直徑為750um的光束聚焦后的光斑半徑僅有不到4um。驗證了Grin介質的匯聚特性。 qm{(.b^
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