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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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    光币
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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 2d.I3z:[  
    5R"b1  
    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。 9\Xl 3j!  
     .)cOu>  
    在哪里可以找到组件?       l*X5<b9  
    }a<MVG:>SF  
                 gLpWfT29V  
    衍射透镜组件可以在Components > Single Surface & Stack下找到。                                                           ;"Ot\:0  
    0-|1}/{4  
    波前相位响应 u'32nf?  
    m};_\Db`  
     /$9/,5|EA  
                                                                                 H}U&=w'  
    衍射透镜组件由单一曲面组成，其透射函数用多项式波前响应来描述。 l^Lg"m2  
    <K97eAcW  
    衍射透镜引入的波前相位响应在通道运算符（Channel Operator）选项卡中定义。如果衍射透镜是从Zemax OpticStudio®导入的，数据将自动填写(模型与Zemax OpticStudio®的Binary 2曲面一致)。  )bK<t  
    Sl$dXB@  
     MfL q h  
    （来自VirtualLab Fusion手册） zJ9,iJyuD  
                                                                                     T.1z<l""  
    理想衍射透镜的参数设置 |f>y"T+1  
    L7jz^g^  
                                                         sdO;vp^:b  
    C*78ZwZ  
    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。 5#d(_  
    9CN / v  
    总结:理想衍射透镜的计算方法 v5 9>  
    N %?o-IY  
    Ffhbs D  
                                                                               S3J6P2P  
    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: 7=<PVJ*/  
    1. 曲面上的输入场被看作是局部平面波(LPWs)的组成。 ?%LD1 <ya  
    2. 每个LPW看到的曲面部分被认为是一个线性光栅(局部)。 T@RzY2tz  
    3.  用理想光栅函数建模了LPW与局部线性光栅的相互作用。 6*LU+U=`  
    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。 DC$ S. {n  
    FF_$)%YUp  
    更多的信息：Local Linear Grating Approximation (LLGA) Idealized Grating Functions     NF a ;  
    Y3Qq'FN!I  
    实衍射透镜的参数设置 C>03P.s4c  
    RB\WttI  
     J-QQ!qa0  
    对于衍射透镜的真实结构，VirtualLab Fusion通过应用薄元近似(TEA)计算透镜的高度。此外，通过使用薄元近似(TEA)和傅里叶模态法 (FMM)算法的组合自动评估阶次的效率。此外，用户可以指定衍射元件的特征，如设计波长和所需的分层。 z$<6;2  
    /f6]XP\'`+  
    也可以通过使用Export Structure按钮导出设计的高度剖面。 m9q%l_  
    [7Kn$OfP  
    可用结构的高度计算(TEA) L;`4"  
    -e)bq: T  
                                           57j:Lw~   
    衍射曲面高度结构定义为： '&9 a%  
    DRzpV6s  
                                                                                   JDhA{VN6  
    ^Qr P.l#pZ  
    可选参数-分层水平                                                                                 #k"[TCQ>  
    Zk/NO^1b  
     1uH\Bn]p?  
    KW;xlJz(j  
    总结：真实衍射透镜计算方法 .*f;v4!  
    u+R?N% EKP  
    RXof$2CZS  
                                                                             cwD0 ~B  
    用傅里叶模态法/严格耦合波分析(FMM/RCWA)或薄元近似(TEA)的局部线性光栅近似(LLGA)来计算真实的衍射透镜表面。其步骤是： o|}%pc3  
    1. 将曲面上的输入场处理为局部平面波(LPWs)的合成。 7]^ }  
    2. 每个LPW所看到的表面部分被认为是线性光栅 (局部)。 U'lD|R,g  
    3. 用FMM/RCWA或TEA模拟了LPW与局域线性光栅的相互作用。 ,-1$Vh@wM  
    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。 8qc %{8  
     ?I0 i%nH  
     
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