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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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    光券
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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2023-06-29
    摘要 "~ `-Jkm   
    {/Cd^CK  
    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[wjHfIq  
    _&M>f?l  
    在哪里可以找到组件?       :K~7BJ(HO  
    \<8!b {F  
                 w;_Ds  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           u>eu47"n!  
    F&P)mbz1  
    波前相位响应 ?( '%QfT  
    Y}6)jzBV  
     M{H&5 9v  
                                                                                 3l^pY18H'  
    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。 :b=0_<G  
    jHzy1P{?  
    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)。 Fzu{,b  
    BE2{qO{  
     ,>^~u  
    （来自VirtualLab Fusion手册） . FruI#99  
                                                                                      l gC  
    理想衍射透镜的参数设置 ?m!FM:%  
    ~RJg.9V  
                                                         n>Ei1  
    /<C=9?Ok  
    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。 !9 F+uc5  
    r:IU +3  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 'UyL%h;nJ  
    lD pi1]2  
    71%u|k8|  
                                                                               /[s$A?  
    采用带理想光栅函数的局部线性光栅近似法（LLGA）计算衍射透镜的理想曲面。具体步骤如下: 87Kx7CKF"  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 '3Ri/V,  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 jt3SA [cy  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 tFwlx3  
    4.  理想光栅函数是由衍射阶数、各阶次衍射和衍射透镜的波前相位响应决定的。它的工作不提供关于透镜(理想衍射透镜)的实际形状的信息。 Ixw,$%-]y6  
    *v9G#[gG  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     . ~<+  
    qha<.Ro  
    实衍射透镜的参数设置 7Tbkti;  
    X]!@xlwF\  
     8n)Q^z+ K  
    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。 Ie~~LU  
    IFY !3^;zO  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 ]Oy<zU  
    - \QtE}|4  
    可用结构的高度计算(TEA) -AE/,@\P  
    8`2K=`]ES+  
                                           <fJ\AP5  
    衍射曲面高度结构定义为： #5D+XBT  
    =FnZkJ  
                                                                                   [xPE?OD  
    f"Iyo:Wt  
    可选参数-分层水平                                                                                 ?<;<#JN  
    N;HvB:c  
     f/y K|[g~  
    bhmjH(.t  
    总结：真实衍射透镜计算方法 `Nn?G  
    7r>W r#  
    W}RR_Gu  
                                                                             5 %Gf?LyO  
    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： zMKL: Um"  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 ~'3% Qr  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 `2PT 8UM  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 Q)>'fZ)  
    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。 Vz*'^=(o&  
     5*$Zfuf  
     
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