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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
    KEy8EB  
    摘要 <mJ8~  
    g8/ ,E-u  
        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。 &am<_Tn*3  
    }#<Rs  
    在哪里可以找到组件?       ,./ n@.na  
    |7 K>`  
                 `j {q  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                       #+<YFm\i  
         [$} \Gv  
    波前相位响应 T Q![  
    "Pc}-&  
     `\##M=  
                                                                             _*z ^PkH  
    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。 fNda&  
    pa^_D~  
    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)。 BJ_"FG  
    ;pL!cG@  
    #HP-ne; #  
        (来自VirtualLab Fusion手册) IPTFx )]G  
                                                                                     IT#Li  
    理想衍射透镜的参数设置 ]?V:+>t=  
    Z6b]EcP)#  
                                                    
    jp "Q[gR##  
         7`7M4  
    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。 XlXt,  
     Mp js  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 bp" @ p:  
    %INkuNa8\  
    s3sD7 @  
                                                                          
    @[v,q_^8  
    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:  +mft  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 k{{ Y2B?C  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 >tkz%;6  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 ,yp#!gE~  
    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。 tYgHJ~1L*  
    w)&4i$Lk6  
    更多的信息:Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions Z0M,YSnz  
         P B-x_D  
    实衍射透镜的参数设置 CL`+\ .  
    v2r|) c,h  
    48S NI  
    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。 "J*>g(H53  
    }Z\S__\9  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 M*cF'go  
    cDYO Ju.  
    可用结构的高度计算(TEA) _PGd\>Ve  
    UlNiH  
                                       J8@.qC'!  
    衍射曲面高度结构定义为: [zq2h3r  
    = [: E  
                                                                                   hwvitD!0  
    S~H>MtX(<  
    可选参数-分层水平                                                                             Cb|1Jtb  
    o\><e1P  
    $y.0h(  
         @d^DU5ats>  
    总结:真实衍射透镜计算方法 vgDpo@fz8  
    O8>&J-+2  
    Jqgm>\y  
                                                                             1R yE8DdP  
    用傅里叶模态法/严格耦合波分析(FMM/RCWA)或薄元近似(TEA)的局部线性光栅近似(LLGA)来计算真实的衍射透镜表面。其步骤是: AEx VKy  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 m6^#pqSL  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 d@$bPQQ$,  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 o~CEja &(  
    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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