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(shù)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(shù)g確定后,要找到聚焦位置,只需長度z取π/2g即可。 G/Yqvu,2!
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(shù)有要求,具體多少步數(shù)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(xiàn)隨著步數(shù)的增加,光斑半徑開始收斂。并能夠得到只要設置步數(shù)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。 #"JtH"pF
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