改變焦距對繞射波之影響

由第(104)式可知記錄完微全像後材料在 z 方向移動後所得的繞射波之分布，

將裡面的焦距參數替換掉之後即可得不同焦距下的繞射波分布，模擬共分析焦距 為 2.9、4.5 與 9mm 共 3 種狀況，並先觀察將材料在 z 方向移動後重建並觀察其 繞射波之分佈。

表 6 焦距為 2.9mm 位移重建之光場分佈

繞射效率

(位移量) 二維分佈圖 三維分佈圖 中心分佈圖

100%

75%

(1.5m)

50%

(2.5m)

25%

(4.5m)

13%

(7m)

-20000 -1500 -1000 -500 0 500 1000 1500 2000

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

um

Diffraction Efficiency

-20000 -1500 -1000 -500 0 500 1000 1500 2000

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

um

Diffraction Efficiency

-20000 -1500 -1000 -500 0 500 1000 1500 2000

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

um

Diffraction Efficiency

-20000 -1500 -1000 -500 0 500 1000 1500 2000

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

um

Diffraction Efficiency

-20000 -1500 -1000 -500 0 500 1000 1500 2000

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

um

Diffraction Efficiency

圖 31 焦距為 2.9mm 時之繞射效率隨材料位移量變化之情形

接下來設定焦距為 4.5mm，觀察其對材料位移後重建的情形，並以材料在 z 方向位移料對相對繞射效率作圖

表 7 焦距為 4.5mm 位移重建之光場分佈

繞射效率

(位移量) 二維分佈圖 三維分佈圖 中心分佈圖

100%

75%

(3.5m)

50%

(6m)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

displacement (um)

Relative Diffraction Efficiency (%)

Normalized by Peak value Normalized by Total Field value

-20000 -1500 -1000 -500 0 500 1000 1500 2000

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

um

Diffraction Efficiency

-20000 -1500 -1000 -500 0 500 1000 1500 2000

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

um

Diffraction Efficiency

-20000 -1500 -1000 -500 0 500 1000 1500 2000

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

um

Diffraction Efficiency

52

25%

(11m)

13%

(17m)

圖 32 焦距為 4.5mm 時之繞射效率隨材料位移量變化之情形

焦距為 9 mm，觀察其材料在 z 方向位移料對相對繞射效率變化之比較

表 8 焦距為 9mm 位移重建之光場分佈

繞射效率 (位移量)

二維分佈圖 三維分佈圖 中心分佈圖

100%

75%

(14 m)

-20000 -1500 -1000 -500 0 500 1000 1500 2000

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

um

Diffraction Efficiency

-20000 -1500 -1000 -500 0 500 1000 1500 2000

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

um

Diffraction Efficiency

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

displacement (um)

Relative Diffraction Efficiency (%)

Normalized by Peak value Normalized by Total Field value

-20000 -1500-1000 -500 0 500 1000 1500 2000

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

um

Diffraction Efficiency

-20000 -1500-1000 -500 0 500 1000 1500 2000

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

um

Diffraction Efficiency

50%

(25 m)

25%

(45 m)

13%

(68 m)

圖 33 焦距為 9mm 時之繞射效率隨材料位移量變化之情形

將下來由第( 98 )式可得改變焦距時，將材料在 x 方向移動重建後的繞射波 分佈情形，先觀察焦距為 2.9mm 時的變化

-20000 -1500-1000 -500 0 500 1000 1500 2000

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

um

Diffraction Efficiency

-20000 -1500-1000 -500 0 500 1000 1500 2000

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

um

Diffraction Efficiency

-20000 -1500 -1000 -500 0 500 1000 1500 2000

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

um

Diffraction Efficiency

0 10 20 30 40 50 60 70

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

displacement (um)

Relative Diffraction Efficiency (%)

Normalized by Peak value Normalized by Total Field value

54

表 9 透鏡焦距為 2.9mm 位移重建之光場分佈

繞射效率 二維分佈圖 三維分佈圖 中心分佈圖

100%

75%

(0.23m)

50%

(0.35m)

25%

(0.55m)

13%

(0.6m)

圖 34 透鏡焦距為 2.9mm 之繞射效率隨材料位移量變化之情形

-20000 -1500 -1000 -500 0 500 1000 1500 2000

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

um

Diffraction Efficiency

-20000 -1500 -1000 -500 0 500 1000 1500 2000

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

um

Diffraction Efficiency

-20000 -1500 -1000 -500 0 500 1000 1500 2000

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

um

Diffraction Efficiency

-20000 -1500 -1000 -500 0 500 1000 1500 2000

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

um

Diffraction Efficiency

-20000 -1500 -1000 -500 0 500 1000 1500 2000

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

um

Diffraction Efficiency

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

displacement (um)

Relative Diffraction Efficiency (%)

Normalized by Peak value Normalized by Total Field value

下圖為焦距為 4.5 mm 時記錄完微全像後，將材料在 x 方向位移後的繞射波 變化。

表 10 透鏡焦距為 4.5mm 位移重建之光場分佈

繞射效率 二維分佈圖 三維分佈圖 中心分佈圖

100%

75%

(0.35m)

50%

(0.54m)

25%

(0.74m)

13%

(0.89m)

-20000 -1500 -1000 -500 0 500 1000 1500 2000

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

um

Diffraction Efficiency

-20000 -1500 -1000 -500 0 500 1000 1500 2000

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

um

Diffraction Efficiency

-20000 -1500 -1000 -500 0 500 1000 1500 2000

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

um

Diffraction Efficiency

-20000 -1500 -1000 -500 0 500 1000 1500 2000

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

um

Diffraction Efficiency

-20000 -1500 -1000 -500 0 500 1000 1500 2000

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

um

Diffraction Efficiency

56

圖 35 透鏡焦距為 4.5mm 之繞射效率隨材料位移量變化之情形

下圖為焦距為 9 mm 時記錄完微全像後，將材料在 x 方向位移後的繞射波變化。

表 11 透鏡焦距為 9mm 位移重建之光場分佈

繞射效率 二維分佈圖 三維分佈圖 中心分佈圖

100%

75%

(0.73m)

50%

(1.15m)

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

displacement (um)

Relative Diffraction Efficiency (%)

Normalized by Peak value Normalized by Total Field value

-20000 -1500 -1000 -500 0 500 1000 1500 2000

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

um

Diffraction Efficiency

-20000 -1500 -1000 -500 0 500 1000 1500 2000

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

um

Diffraction Efficiency

-20000 -1500 -1000 -500 0 500 1000 1500 2000

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

um

Diffraction Efficiency

25%

(1.48m)

13%

(1.77m)

圖 36 透鏡焦距為 9mm 之繞射效率隨材料位移量變化之情形

由以上模擬可知，當焦聚越短時，光腰也會越小，所以繞射波強度隨位移量 變化會相當劇烈，即位移一小段距離就能使繞射效率降低，故使用短焦距之透鏡 能有效縮減為全像間之儲存間隔。

-20000 -1500 -1000 -500 0 500 1000 1500 2000

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

um

Diffraction Efficiency

-20000 -1500 -1000 -500 0 500 1000 1500 2000

0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

um

Diffraction Efficiency

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1

displacement (um)

Relative Diffraction Efficiency (%)

Normalized by Peak value Normalized by Total Field value

58

在文檔中 位元式全像資料儲存容量之研究 (頁 59-67)