بخشی از مقاله
چکیده
در این مقاله ما یک عنصر پراشی را که ترکیبی از یک تیغهی منطقهای با شیفت فازی شعاعی و یک توری پراشی است موردبررسی قرار دادهایم. این عنصر پتانسیل بسیار بالایی برای تولید آرایهای از پرتوهای حلقوی با شعاع موردنظر و فواصل خاص را دارا است و همچنین پرتوهای حلقوی ممکن است در هر شکلی از آرایه مانند مستطیل، یا دایره و یا ... تولید شوند. و بهمنظور بررسی نتایج شبیهسازیمان بعضی از این عناصر را که خودمان در متلب شبیهسازی و به روش لیتوگرافی چاپ کردهایم موردبررسی قراردادیم.
کلیدواژه- پراش فرنل، پرتوهای حلقوی، شکلدهی پرتوی، عدسیهای پراشی
-1 مقدمه
معمولاً پرتوهای حلقوی با توزیع گاوسی در جهت شعاعی تولید میشوند و میتوانند از تفاضل دو پرتو گاوسی با بیشینه شدت یکسان و پهناهای متفاوت به دست آیند .[1]FZP1 - تیغهی منطقهای فرنل - شبیه لنز همگراست و موج تخت فرودی را به موج کروی تبدیل کرده و کانون نقطهای ارائه میدهد.FZP مانند لنز همگرا دارای فاز مربعی است، این المان اپتیکی مانند یک لنز همگرا عمل میکند و یک کانوننقطهای ارائه میدهد .[2] اگر r فاصلهی شعاعی از مرکز FZP، طولموج و fفاصلهی کانونی باشد با شیفت فضایی خواهیم داشت.FZP با شیفت فازی شعاعی 2 - RPS-FZP - قطعهای است که میتوان آن را بهصورت ترکیب یک لنز همگرا و اکزیکن3 دانست کهموج تخت فرودی را به یک پرتو حلقوی در کانون تبدیل میکند .>2[ما در این مقاله نوعی از RPS-FZP را بررسی میکنیم. مزیت مدل ارائهشدهی ما این است که تعداد و مکان هندسی قرار گرفتن این پرتوهای حلقوی در صفحهی کانون قابلکنترل است.
-2 تئوری و شبیهسازی
رابطه ریاضی زیر وضعیت لنز پراشی فرنل زون پلیت FZP را مشخص میکند. .>2[که در آنجاطولموج،شعاع حلقهی امفاصلهی کانونی لنز پراشی است. در تقریب پیرامحوری داریم پس که R شعاع FZP وپارامتر کنترلی است. فاز قطعات باید مضرب صحیحی از باشد تا اختلاف راه نوری پرتوهای پراشی مناطق مجاور تا کانون مضرب صحیحی از شود. حالتی کهRrm پهنای حلقهها رفتهرفته افزایشیافته و این ناحیه مانند عدسی واگرا عمل میکند و برای ناحیهی دوم rm R ، RPS-FZP مانند FZP عادی رفتار میکند. سایز مشخصهی FZP های طراحیشدهی ما خیلی بزرگتر از طولموج نور است بنابراین برای محاسبهی دامنهی موج پراشی در فاصلهی Z از مرکز FZP از فرمول انتگرالی پراش فرنل کریشهف استفاده میکنیم.]3[ما در حال حاضر FZP هایی با شیفت فازی شعاعی شبیهسازی کردهایم که بهوسیلهی آن میتوان آرایهای از باریکههای حلقهای را ایجاد و کنترل کرد.
در طراحی این عدسیهای پراشی از کاربرد ساختار توری در تیغهی منطقهای فرنل زون پلیت که دچار شیفت فازی شعاعی شده استفاده کردهایم. توابع انتقال این ها بهصورت کلی زیر است. نتایج شبیهسازی به ما نشان داد که ما میتوانیم تعداد دلخواه از باریکههای حلقهای تولید کنیم و این حلقهها را روی اشکال هندسی دلخواه منظم کنیم و فاصلهی آنها از یکدیگر را بهراحتی تغییر دهیم و شعاع حلقه را نیز به مقدار دلخواه تنظیم کنیم که در شکلهای شبیهسازیشدهی زیر چند نمونه از آنها همراه با لنز پراشی تولیدکننده و همچنین نمودار شدت این حلقهها را در فاصله کانونی mm f=500 آورده شده است.در شکلهای زیر نمونههای شبیهسازیشده با شعاع یکسان R=7 mm و f=500mm و های متفاوت که هرکدام زیر شکل مربوطه آمده است.
