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    [技术]衍射透镜元件 [复制链接]

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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-01-05
    v}A] R9TY  
    摘要 /' L20aN2  
    X0b :Oiw  
        如今,衍射透镜在现代光学的各种应用中得到广泛的使用。微结构表面被用来取代笨重的光学元件,与传统镜头相比,得益于尺寸和重量的减小。在快速物理光学软件VirtualLab Fusion中,这些结构既可以以理想化的形式建模,具有预定义的阶次和效率,也可以更现实地建模,包括对实际微观结构表面的精确分析。本文介绍了VirtualLab Fusion的衍射透镜组件、可用的选项和应用的建模方法。 Wd$N[|  
    "Nd$sZk=  
    在哪里可以找到组件?       yGgHd=?  
    ^T'+dGU`  
                 ( f8g}2  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                       .Y'kDuUu  
         ;nLQ?eS\  
    波前相位响应 J&^r}6D  
    #[sC H  
    :d/Z&LXD  
                                                                             8>j+xbw  
    衍射透镜组件由单一曲面组成,其透射函数用多项式波前响应来描述。 <9-tA\`8N  
    iJ42` 51  
    衍射透镜引入的波前相位响应在通道运算符(Channel Operator)选项卡中定义。如果衍射透镜是从Zemax OpticStudio®导入的,数据将自动填写(模型与Zemax OpticStudio®的Binary 2曲面一致)。 N\H{p %8  
    U"-mLv"|  
    >IfJ.g"  
        (来自VirtualLab Fusion手册) meR%);\  
                                                                                     s .^9;%@$J  
    理想衍射透镜的参数设置 ':[+UUC@  
    v0X5`VV  
                                                    
    vb: '%^v  
         ,!kyrk6  
    然后,用户可以在衍射结构建模(Diffractive Structure Model)选项卡中选择将衍射透镜模型定义为理想化的或具有真实曲面的,主要区别在于如何计算阶次的效率。在理想函数的情况下,所需的衍射级数和它们的效率必须手动定义。 6BW-AZc  
    8v1asFxs.  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 \ :})R{  
    Y~=5umNSX  
    y>2v 9;Qp  
                                                                          
    =%U t&6}sQ  
    采用带理想光栅函数的局部线性光栅近似法(LLGA)计算衍射透镜的理想曲面。具体步骤如下: M(Jf&h4b  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 PZLWyp  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 AEPgQ9#E  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 ""D rf=]  
    4.  理想光栅函数是由衍射阶数、各阶次衍射和衍射透镜的波前相位响应决定的。它的工作不提供关于透镜(理想衍射透镜)的实际形状的信息。 }y|% wym  
    XT>e/x9'  
    更多的信息:Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions BOL_kp"   
         8i-?\VZD  
    实衍射透镜的参数设置 XF\`stEnb  
    Aplqx vth  
    ./#K@V1  
    对于衍射透镜的真实结构,VirtualLab Fusion通过应用薄元近似(TEA)计算透镜的高度。此外,通过使用薄元近似(TEA)和傅里叶模态法 (FMM)算法的组合自动评估阶次的效率。此外,用户可以指定衍射元件的特征,如设计波长和所需的分层。 z-7F,$  
    P_-zkw  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 ddnWr"_  
    HxZ4t  
    可用结构的高度计算(TEA) _I{&5V~z  
    2:p2u1Q O  
                                       e-qr d  
    衍射曲面高度结构定义为: nkJ*$cT1o  
    DX$`\PA  
                                                                                   h^hEyrJw  
    42z9N\ f  
    可选参数-分层水平                                                                             /unOZVr(  
    7 UQD02  
    aE,x>I 7 D  
         -2 tZ  
    总结:真实衍射透镜计算方法 "45BOw&72G  
    qh.c#t  
    F,:F9r?l,H  
                                                                             e1<28g  
    用傅里叶模态法/严格耦合波分析(FMM/RCWA)或薄元近似(TEA)的局部线性光栅近似(LLGA)来计算真实的衍射透镜表面。其步骤是: iZSj T"l^  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 SI;G|uO;/  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 &-cI|  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 \Z+v\5nmO  
    4. 对于真实的衍射透镜,VirtualLab Fusion会自动在FMM/RCWA和TEA之间进行选择。如果本地光栅周期大于波长的5倍,则使用TEA。否则,将使用FMM/RCWA对实际结构进行建模。
     
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