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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 "Ee/q:`  
    l$bmO{8uG  
    如今，衍射透镜在现代光学的各种应用中得到广泛的使用。微结构表面被用来取代笨重的光学元件，与传统镜头相比，得益于尺寸和重量的减小。在快速物理光学软件VirtualLab Fusion中，这些结构既可以以理想化的形式建模，具有预定义的阶次和效率，也可以更现实地建模，包括对实际微观结构表面的精确分析。本文介绍了VirtualLab Fusion的衍射透镜组件、可用的选项和应用的建模方法。 7l|>  
    W:N"O\`{m  
    在哪里可以找到组件?       K]=>F  
    I! eSJTN  
                 U*Q5ff7M6"  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           wx?{|  
    8aIf{(/k  
    波前相位响应 >+c`GpZH  
    Vp0GmZ  
     ,LW%'tQ~"  
                                                                                 K Lv  
    衍射透镜组件由单一曲面组成，其透射函数用多项式波前响应来描述。 8T1DcA*  
    *fy`JC  
    衍射透镜引入的波前相位响应在通道运算符（Channel Operator）选项卡中定义。如果衍射透镜是从Zemax OpticStudio®导入的，数据将自动填写(模型与Zemax OpticStudio®的Binary 2曲面一致)。 T`2fPxM:cZ  
    4~D>oNx4  
     cB"F1~z  
    （来自VirtualLab Fusion手册） bz,cfc;?$  
                                                                                     Q; /!oA_  
    理想衍射透镜的参数设置 Wg;TXs/  
    3U.B[7fOM  
                                                         n N]vu  
    N?<@o2{  
    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。 YKS'#F2  
    D+U/]sW  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 `?|]:7'<  
    'krMVC-  
    J5_ qqD)  
                                                                               J'4@-IM  
    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: d4eCBqx  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 %a6]gsiv2<  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 hFPRC0ftE  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。  $.]t1e7s  
    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。  WD do{  
    /gy:#-2Gy  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions      DlkKQ  
    ~ M>zO#U6  
    实衍射透镜的参数设置 H;!hp0y  
    t>`LO  
     )mO;l/,0  
    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。 $5AtI$TV_!  
    w 4gZ:fR=  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 z00:59M4  
    7[<sl35  
    可用结构的高度计算(TEA) FG36,6N%2j  
    cz~FWk  
                                           $aI MQ[(  
    衍射曲面高度结构定义为： "RX5] eJc\  
    uR @Wv^  
                                                                                   umrI4.1c  
    s!!t  
    可选参数-分层水平                                                                                 =5_F9nk-   
    bQQ/7KM  
     ;p"XCLHl  
    BW\5RIWwE5  
    总结：真实衍射透镜计算方法 m@2xC,@  
    M !XFb  
    U)1qsUDF  
                                                                             F"P:9`/  
    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： >f05+%^[  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 qtQ:7WO  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 1mPS)X_  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 \$|UFx  
    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。 \4X{\ p<  
     Y9ce"*b  
     
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