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    [技术]衍射透镜元件 [复制链接]

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    离线infotek
    科学家
     
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-06-29
    摘要 9fX0?POG  
    x;W!sO@$  
    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。 zYaFbNi  
    !mK()#6  
    在哪里可以找到组件?       {m U%.5  
    W7!Rf7TK  
                 Py*WHHO  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           B*G]Dr)e  
    b,Eq-Z;  
    波前相位响应 :0@0muo  
    Sv#MlS>  
     c7+6[y DVE  
                                                                                 ?sHZeWZ(  
    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。 #btz94/~O  
    o+x%q<e;c  
    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)。 B6F!"  
    UovN"8W+  
     }h1BAKg  
    （来自VirtualLab Fusion手册） fOMaTnm'  
                                                                                     p{oz}}  
    理想衍射透镜的参数设置 vs8[352  
    -Jd7  
                                                         /'8%=$2Kw  
    6`2i'flv  
    然后，用户可以在衍射结构建模（Diffractive Structure Model）选项卡中选择将衍射透镜模型定义为理想化的或具有真实曲面的，主要区别在于如何计算阶次的效率。在理想函数的情况下，所需的衍射级数和它们的效率必须手动定义。 JX'}+.\  
    J-+mdA  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 X#T|.mCdC  
    Jm , :6T  
    @~gPZm  
                                                                               ,%Z&*/*Oh  
    采用带理想光栅函数的局部线性光栅近似法（LLGA）计算衍射透镜的理想曲面。具体步骤如下: ;ZB=@@l(  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 DvhF CA}z  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 f IV"U  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 M"]?'TMfXc  
    4.  理想光栅函数是由衍射阶数、各阶次衍射和衍射透镜的波前相位响应决定的。它的工作不提供关于透镜(理想衍射透镜)的实际形状的信息。 %x#S?GMV<  
    eLT3b6'"?  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     JAHmmNlW  
    Q=!QCDO(  
    实衍射透镜的参数设置 #>_t[9;  
    !ldE9 .  
     n%h00 9 -5  
    对于衍射透镜的真实结构，VirtualLab Fusion通过应用薄元近似(TEA)计算透镜的高度。此外，通过使用薄元近似(TEA)和傅里叶模态法 (FMM)算法的组合自动评估阶次的效率。此外，用户可以指定衍射元件的特征，如设计波长和所需的分层。 C2LG@iCIE  
    [e,xC!2  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 "u^2!d  
    ;nh_L(  
    可用结构的高度计算(TEA) XSx!11  
    Z3o HOy  
                                           G>^= Bm_$  
    衍射曲面高度结构定义为： H5]q*D2  
    lYe2;bu  
                                                                                   w*'DlP<7  
    \aSc2Ml]3n  
    可选参数-分层水平                                                                                 "viZ"/ ~6  
    =l2 @'YQ  
     )%/ Ni^  
    %D-!< )z  
    总结：真实衍射透镜计算方法 `!N.1RP _  
    vy [7I8f{  
    Y".?j5f?  
                                                                             ?/}IDwuh  
    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： 0<A*I{,4L  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 Q~^v=ye  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 860y9wzU  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 7.{+8#~nV  
    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。 UptKN|S&V  
     lx$Z/f  
     
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