光電子自聚焦透鏡設計
關注創建者：匿名 創建時間：2021-11-15
光電子自聚焦透鏡設計的視頻教程
040 – COMSOL等離激元超透鏡（含演示，100元）
波長632.8 nm的徑向偏振環形光源從玻璃襯底中垂直入射，一部分光利用“等離激元增強透射”效應通過最外圈凹槽到達環形光柵處，然后利用光柵的泄露模式轉換成自由空間中的電磁波離開光柵，并實現聚焦。 計算的內容和結果（手機端可能無法顯示圖片，請在電腦端查看）： 1、xz截面上的電場分布。左：論文中的圖，右：本案例的結果 2、焦平面上的光強三維可視化光強。
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光電子自聚焦透鏡設計的實例教程
摘要
本文目的：設計一個自聚焦棒，觀察其仿真結果，并對耦合效率進行仿真，得到相應的結果。
首先是新創建一個設計文件。在本次仿真中做了如下設置。如圖1所示。
圖1 創建新設計
在這一步中，設置光波長為1.55um，外界折射率為1.6。波導寬度為100。接著繪制波導模擬自聚焦棒。
圖2 自聚焦棒模擬圖
界面中的紅色部分即是在軟件中模擬的自聚焦棒，即繪制一段波導來模擬。對于自聚焦棒而言，折射率滿足類拋物線的規律，即從兩邊向中間逐漸增大。在Beamprop中可以設置其折射率模式Profile Type為Gaussian。滿足自聚焦棒的折射率變化規律。設置方法如下所示。
圖3 波導折射率設置
右鍵點擊界面中的波導即可出現如圖2的屬性界面。將左起第二項Profile Type在下拉菜單中改為Gaussian。接下來的步驟是設置監控電源，在EDIT PATHWAY中設置，如圖4所示。
圖4 監控電源設置
接下來就可以進行自聚焦棒的仿真，運行Perform Simulation，選擇不同的演示模式（Display Mode）可以觀測到自聚焦棒在光信息傳播中的狀態。
圖5 波導折射率狀態
圖6 光在波導中傳播路徑仿真
圖5仿真是的波導中折射率的分布圖，為高斯函數的3D模擬圖形。圖3.7顯示的是自聚焦棒中的光線傳播路徑，可以看到光線由平行入射到最后聚于一點，符合自聚焦棒的特性。
在介質中另模擬一段折射率均勻的波導，用于跟自聚焦棒進行耦合。波導位置圖形如圖7所示。
圖7 波導間耦合
圖中1為接收波導，2為發射波導。第一種情況中設置2為自聚焦透鏡。
當透鏡棒長度為L/4時，那么入射光為平行光時，出射光會聚，此時入射到下一級的光能量損失最小，達到耦合最佳狀態。
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