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    • Zemax光学设计从入门到精通 Zemax光学设计从基础到实践 成像衍射光学元件设计及应用 现代光学与光子学技术
    讯技光电:VirtualLab Fusion独家供应商 微小光学与微透镜阵列 光学设计与光学元件 计算光学带来的成像革命
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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: 2023-06-29
    摘要 F`nQS&y  
    (hzN(Dh  
    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。 p?:5 U[KM  
    @yaFN>w  
    在哪里可以找到组件?       i/ilG 3m>  
    dq[h:kYm  
                 }9'`3vsJ  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           fSuykbZ  
    %SM;B-/zHt  
    波前相位响应 ;!4gDvm  
    5~JT*Ny  
     (CmK> "C+  
                                                                                 ATNOb  
    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。 /fr>Fd  
    +T+@g8S  
    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)。 |@Tga_0p  
    $"^K~5Q  
     'x!\pE-  
    （来自VirtualLab Fusion手册） m|@H`=`d  
                                                                                     6Xlzdt  
    理想衍射透镜的参数设置 x<NPp&GE  
    zH8E,)  
                                                         %a;#]d  
    QU|_ r2LM  
    然后，用户可以在衍射结构建模（Diffractive Structure Model）选项卡中选择将衍射透镜模型定义为理想化的或具有真实曲面的，主要区别在于如何计算阶次的效率。在理想函数的情况下，所需的衍射级数和它们的效率必须手动定义。 y/lF1{}5  
    j9+$hu#a  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 G'ykcB._  
    :S+K\  
    #< im?  
                                                                               o\IMYT  
    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: x*Lt]]A  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 -u2i"I730  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 B`5<sW  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 jVj5; }  
    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。 `Lf'/q   
    Sqo+cZ  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     #WpkL]g2+%  
    AlSO  
    实衍射透镜的参数设置 *eVq(R9?T  
    X%1TsCKMj  
     a&y^Ps6=  
    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。 [I $+wWW_  
    k*.]*]   
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 RU)35oEV|  
    \oQ]=dDCd%  
    可用结构的高度计算(TEA) yBIlwN`kB  
    5,RUPaE  
                                           UkV?,P@l  
    衍射曲面高度结构定义为： <qCa 9@Ea  
    qS!r<'F3dP  
                                                                                   p5Q]/DhG  
    Qw5nfg3T  
    可选参数-分层水平                                                                                 @=Kq99=\U  
    '=\}dav!  
     `&$8/_`  
    jcH@*c=%e  
    总结：真实衍射透镜计算方法 JE?p'77C  
    $Gn.G_"v  
    pMc6p0  
                                                                             WeI+|V$  
    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： v0^9 "V:y  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 mCtS_"W  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 G7-BeA8  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 z`y9<+  
    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。 CUA @CZ6{  
     kmuksT\)a  
     
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